我們已經(jīng)知道,堿類、酸類和鹽類都是電解質(zhì),它們在水溶液里都能電離生成自由離子.但是堿類、酸類和鹽類是不同種類的電解質(zhì),它們在水溶液里電離生成的離子當然也是不同的.在本節(jié)里,我們將討論這幾類電解質(zhì)在水溶液里的電離,從而進一步從本質(zhì)上來認識它們的性質(zhì)。
堿類在水溶液里的電離 堿類是離子化合物.在堿分子里,帶正電荷的金屬離子和帶負電荷的氫氧根離子之間的化學鍵是離子鍵.當堿類溶解于水時,也就電離生成構(gòu)成這種堿的金屬陽離子和氫氧根陰離子.例如:
NAOH(氫氧化鈉)=NA++OH-
KOH(氫氧化鉀)=K++OH-
CA(氫氧化鈣)=CA+++2OH-
BA[氫氧化鋇(OH)2]=BA+++2OH-
從上面這些堿類的電離方程式可以看出,在不同堿類的水溶液里,陽離子雖然是不同的金屬離子,但陰離子卻都是帶1個負電荷的氫氧根離子.這就是說說,各種堿類的分子組成雖然不同,但它們的水溶液里都含有氫氧根離子。
堿類在水溶液里主要是以離子形式存在的.堿類水溶液的性質(zhì),并不是堿分子的性質(zhì),而是它電離后生成的離子的性質(zhì),
切堿類溶液里既然都有氫氧根離子存在,那末它們必然也會有某些共同的性質(zhì).事實正是這樣,之前已經(jīng)講過,一切堿類的水溶液,都具有如下的共同性質(zhì):
(1)使紫色的石蕊試液或紅色的石蕊試紙變藍;
(2)跟酸發(fā)生中和反應生成鹽和水。
(3)對動植物體有腐蝕性.
現(xiàn)在我們可以明白,各種堿類水溶液所顯現(xiàn)的這些共同性質(zhì),并不是堿分子的性質(zhì),而是各種堿類的水溶液里共有的氫氧根離子的性質(zhì)。
過去,我們從分子組成和性質(zhì)兩方面來給堿類下定義③氧根離子的性質(zhì)但這兩方面的相互關(guān)系怎樣呢?這在過去我們還不能很好地加以說明.現(xiàn)在根據(jù)電離學說的觀點,我們可以得出堿類的更確切、更本質(zhì)的定義,那就是:堿是一種電解質(zhì),它在電離
的時候,能夠生成氫氧根離子,而且生成的陰離子只有氫氧根離子一種②。
酸類在水溶液里的電離酸類是具有強極性鍵的共價化合物.在無水酸里,雖不含有離子,但當酸類溶解于水時,由于水分子的作用,酸分子里的強極性鍵會轉(zhuǎn)變成為離子鍵,并電離為能夠在溶液里自由移動的帶正電荷的氫離子和帶負電荷的酸根離子.例如:
①凡是分子由ー一個金屬原子和一個或幾個氫氧根組成的,并且能跟酸作用生成鹽和水的化合物叫做堿。
②有些鹽類在水溶液里也能電離生成氫氧根離子,但它生成的陰離子除了氫氧根離子外,還有其他的陰離子(酸根離子).詳見本節(jié)末堿式鹽的電離。
HC1(鹽酸)=H++C1-(鹽酸根離子)
HNO3(硝酸)=H++NO3-(硝酸根離子)
H2S04(硫酸)=2H++SO4--(硫酸根離子)
從上面這些酸類的電離方程式可以看出,在不同酸類的水溶液里,陰離子雖然是各種不同的酸根離子,但陽離子卻都是帶1個正電荷的氫離子.我們知道,一切酸類的水溶液都具有如下的共同性質(zhì):,
(1)酸味
(2)使紫色石蕊試液或藍色石蕊試紙變紅;
(3)跟堿類發(fā)生中和反應生成鹽和水;
(4)眼某些活動的金屬(例如鋅)發(fā)生置換反應,放出氫氣.
顯然,這些性質(zhì)也不是酸分子的性質(zhì),而是一切酸類溶液里共有的氫離子的性質(zhì).
過去,我們也是從分子組成和性質(zhì)兩方面來給酸類下定義①.現(xiàn)在根據(jù)電離學說的觀點,也可以得出酸類的更確切、更本質(zhì)的定義,那就是:酸酸是一種電解質(zhì),它在電離的時候能夠生成氫離子,而且生成的陽離子只有氫離子一種②.
①凡是分子由氫原子和酸根組成,并能跟堿反應生成鹽和水的化合物叫做
②有些鹽類在水溶液里也能電離生成氫離子,但它生成的陽離子除氫離子酸外還有其他的陽離子(金屬離子).詳見本節(jié)末酸式鹽的電離.
最后,我們再來談談多價酸的電離.在多價酸的分子里含有不止一個氫原子.它們在水溶液里電離時,并非一步把所有氫離子一起電離出來的,而是分步地電離出氫離子的的.例如磷酸(HJPO2)在水溶液里的電離分三步進行:
H3PO4<=>H++H2PO4-(酸二氫根離子)
H2PO4<=>H++HPO4--(磷酸氫根離子)
HPO4<=>H++PO4---(磷酸根離子)
從上面三個電離方程式可以看出,第一個氫離子是從不帶電的磷酸分子里電離出來的.第二個氫離子是從已經(jīng)帶有1個負電荷的磷酸二氫根離子里電離出來的,因為氫離子是帶正電荷的,因此不難料到,第二步電離比起第一步電離來將要困難得多,第三個氫離子是從已經(jīng)帶有2個負電荷的磷酸氫根離子里電離出來的,因此,第三步電離比起第二步電離來更將困難得多,由于這樣原因,在多價酸溶液里,常含有多種不同的陰離子.例如在磷酸溶液里,就含有三種陰離子,即:帶1個負電荷的磷酸二氫根離子(較多)、帶2個負電荷的磷酸氫根離子(較少)和帶8個負電荷的磷酸根離子(最少).
當用氫氧化鈉(或其他堿)來中和磷酸時,由于堿的用量不同,可以得到不同的鹽類(正鹽或酸式鹽).
由此可以看出,酸式鹽的生成是由由于多價酸的分步電離①。
鹽類在水溶液里的電離 鹽類和堿類一樣,也是離子化合物物.在鹽分子里,帶正電的金屬離子和帶負電的酸根離子間的化學鍵是離子鍵,當鹽類溶解于水時,也就電離成構(gòu)成這種鹽的金屬陽離子和酸根陰離子,例如:
NAC1=NA++C1-
K2CO3=2K++CO--
CU(NO3)3=CU+++2NO3-
AL2(SO4)3=2AL+++3SO4--
①關(guān)于酸堿中和反應的本質(zhì),在§4·6里還將詳細討論.
從上面這些鹽類的電離方程式可以看出,在鹽類的水溶液里,并不存在有為一切鹽類所共有的陰離子或陽離子.因此,鹽類和堿類、酸類不同,它們的水溶液并不具有某種為切鹽類共有的性質(zhì).
正由于鹽類沒有共同的性質(zhì),過去我們也只是從分子組成一個方面來給鹽類下定義.現(xiàn)在根據(jù)電離學說的觀點,我們可以得出鹽類的更確切、更本質(zhì)的定義,那就是:鹽是種電解質(zhì),它在電離的時候能夠生成金屬陽離子和酸根陰離子.
上面這個定義只是對正鹽來說的.酸式鹽在溶液里電離出的陽離子除金屬離子外,還可以有氫離子.例如:
NAHSO4(硫酸氫鈉)=NA++HSO4-
HSO4-<=>H++SO4--
堿式鹽在溶液里電離出的陰離子除酸根離子外還可以有氫氧根離子.例如:
MG(OH)C1(堿式氯化鎂)=MGOH++C1-
MGOH+<=>Mg++OH-