堿類(lèi)、酸類(lèi)和鹽類(lèi)都是電解質(zhì),它們?cè)谒锒寄茈婋x生成自由離子.但是堿堿類(lèi)、酸類(lèi)和鹽類(lèi)是不同種類(lèi)的電解質(zhì),它們?cè)谒芤豪镫婋x生成的離子當(dāng)然也是不同的.在本節(jié)里,我們將討論這幾類(lèi)電解質(zhì)在水溶液里的電離,從而進(jìn)一步從本質(zhì)上來(lái)認(rèn)識(shí)它們的性質(zhì)。
堿類(lèi)在水溶液里的電離堿類(lèi)是離子化合物.在堿分子里,帶正電荷的金屬離子和帶負(fù)電荷的氫氧根離子之間的化學(xué)鍵是離子鍵,當(dāng)堿類(lèi)溶解于水時(shí),也就電離生成構(gòu)成這種堿的金屬陽(yáng)離子和氫氧根陰離子.例如:
naoh====na+OH-
氫氧化鈉
KoH====k+ + OH-
氫氧化鉀
Ca(OH)2=====Ca++ +20H-
氫氧化鈣
Ba(OH)2====Ba++ +2OH-
氫氧化鋇
從上面這些堿類(lèi)的電離方程式可以看出,在不同堿類(lèi)的水溶液里,陽(yáng)離子雖然是不同的金屬離子,但陰離子卻都是帶1個(gè)負(fù)電荷的氫氧根離子.這就是說(shuō),各種堿類(lèi)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(lèi)在水溶溶液里主要是以離子形式存在的.堿類(lèi)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).一切堿類(lèi)溶液里既然都有氫氧根離子存在,那末它們必然也會(huì)有某些共同的性質(zhì),事實(shí)正是這樣,在第一冊(cè)§5-3里已經(jīng)講過(guò),一切堿類(lèi)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(lán);
(2)眼酸發(fā)生中和反應(yīng)生成鹽和水;
(3)對(duì)動(dòng)植物體有腐蝕性;
現(xiàn)在我們可以明白,各種堿類(lèi)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(lèi)的水溶液里共有的氫氧根離子的性質(zhì)。
過(guò)去,我們從分子組成和性質(zhì)兩方面來(lái)給堿類(lèi)下定義①但這兩方面的相互關(guān)系怎樣呢?這在過(guò)去我們還不能很好地加以說(shuō)明.現(xiàn)在根據(jù)電離學(xué)說(shuō)的觀點(diǎn),我們可以得出碳類(lèi)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(shí)候,能夠生成氫氟根離子,而且生成的陰離子只有氫氧根離子一種②。
酸類(lèi)在水溶液里的電離酸類(lèi)是具有強(qiáng)極性鍵的的共價(jià)化
1.幾是分子由一個(gè)金屬原子和一個(gè)或幾個(gè)氫氧根組成的,并且能生成鹽和水的化合物叫做堿(第一冊(cè)5-8).
2.有些鹽類(lèi)在水溶液里也能生成氫氧根離子,但它生成的了氫氧根離子外,還有其他的陰離子(酸根離子).詳見(jiàn)本節(jié)末堿式鹽的電離;
合物.在無(wú)水酸里,雖不含有離子,但當(dāng)酸類(lèi)溶解于水時(shí),由于水分子的作用,酸分子里的強(qiáng)極性鍵會(huì)轉(zhuǎn)變成為離子鍵,并電離為能夠在溶液里自由移動(dòng)的帶正電荷的氫離子和帶負(fù)電荷的酸根離子.例如:
HCl====H+ +CI-
鹽酸 (鹽酸根離子)
HNO3====H+ NO-3
硝酸 (硝酸根離子)
H2SO4====2H+ +SO4-4-
硫酸 (硫酸根離子)
從上面這些酸類(lèi)的電離方程式可以看出,在不同酸類(lèi)的水溶液里,陰離子雖然是各種不同的酸根離子,但陽(yáng)離子卻都是帶1個(gè)正電荷的氫離子.我們知道,一切酸類(lèi)的水溶液都具有如下的共同性質(zhì)(第一冊(cè)§5·4):
(1)酸味
(2)使紫色石蕊試液或藍(lán)色石蕊試紙變紅;
(3)跟堿類(lèi)發(fā)生中和反應(yīng)生成鹽和水;
(4)跟某些活動(dòng)的金屬(例如鋅)發(fā)生置換反應(yīng),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(lèi)溶液里共有的氫離子的性質(zhì).
過(guò)去,我們也是從分子組成和性質(zhì)兩方面來(lái)給酸類(lèi)下定義.現(xiàn)在根據(jù)電離學(xué)說(shuō)的觀點(diǎn),也可以得出酸類(lèi)的更確切、更本質(zhì)的定義,那就是:酸是一種電解質(zhì),它在電離的時(shí)候能夠生成氫離子,而且生成的陽(yáng)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(yīng)生成鹽和水的化合物叫做酸。
②有些鹽類(lèi)在水溶液里也能電離生成氫離子,但它生成的陽(yáng)離子除氫離子外,還有其他的陽(yáng)離子(金屬離子).詳見(jiàn)本節(jié)末酸式鹽的電離。
最后,我們?cè)賮?lái)談?wù)劧鄡r(jià)酸的電離,在多價(jià)酸的分子里含有不止一個(gè)氫原子.它們?cè)谒芤豪镫婋x時(shí)并非一步把所有氫離子一起電離出來(lái)的,而是分步地電離出氫離子的的.例如磷酸(H3PO2)在水溶液里的電離分三步進(jìn)行:
H3PO4<---->H+ +H2PO-4
(磷酸二氫根離子)
H2PO4-<---->H+ +HPO4--
(磷酸氫根離子)
HPO4-<---->H+ + PO4---
(磷酸根離子)
從上面三個(gè)電離方程式可以看出,第一個(gè)氫離子是從不帶電的磷酸分子里電離出來(lái)的.第二個(gè)氫離子是從已經(jīng)帶有1個(gè)負(fù)電荷的磷酸二氫根離子里電離出來(lái)的,因?yàn)闅潆x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(lái)將要困難得多.第三個(gè)氫離子是從已經(jīng)帶有2個(gè)負(fù)電荷的磷酸氫想離子里電離出來(lái)的,因此,第三步電離比起第二步電離來(lái)更將困難得多,由于這樣原因,在多價(jià)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(gè)負(fù)電荷的磷酸二氫根離子(較多)、帶2個(gè)負(fù)電荷的磷酸氫根離子(較少)和帶3個(gè)負(fù)電荷的磷酸根離子(最少).
當(dāng)用氫氧化鈉(或其他堿)來(lái)中和磷酸時(shí),由于堿的用量不同,可以得到不同的鹽類(lèi)(正鹽或酸式鹽)。
1克分子NaOH和1克分子H3PO4反應(yīng)時(shí),
NaOH====Na+ +OH-
H3PO4<---->H2po4 +OH-
| |
NaH2PO4 H2o
磷酸二氫鈉
(酸式鹽)
總的反應(yīng)是:NaOH+HP3O4=NaH2PO4+H2O
2克分子NaOH和1克分子H3PO4反應(yīng)時(shí)
2NaOH====2Na+ +2oH-
H3PO4<---->HPO4-- +2H
| |
Na2HPO4 2H2O
磷酸氫二鈉
(酸式鹽)
總的反應(yīng)是:2NaOH+H3PO4=Na2HPO4+2H2O
3克分子NaOH和1克分子HPO4反應(yīng)時(shí),
3NaOH====3Na+ 3OH-
H3PO4<---->PO4--- + 3H+
|
Na3PO4 3H2O
磷酸鈉
(正鹽)
總的反應(yīng)是:3NaOH+H3PO4=3H2O+Na3PO4
由此可以看出,酸式鹽的生成是由于多價(jià)酸的分步電離。
鹽類(lèi)在水溶液里的電離鹽類(lèi)和堿類(lèi)一樣,也是離子化合物.在鹽分子里,帶正電的金屬離子和帶負(fù)電的酸根離子間的化學(xué)鍵是離子鍵.當(dāng)鹽類(lèi)溶解于水時(shí),也就電離成構(gòu)成這種鹽的金屬陽(yáng)離子和酸根陰離子.例如;
HaC1====Na+ +CI-
K2CO3====2k++CO3--
Cu(NO3)2====Cu++ +2NO-3
Al2(SO4)3====2AI+++ +3S04--
①關(guān)于酸堿中和反應(yīng)的本質(zhì),在§46里還將詳細(xì)討論.
從上面這些鹽類(lèi)的電離方程式可以看出,在鹽類(lèi)的水溶液里,并不存在有為一切鹽類(lèi)所共有的陰離子或陽(yáng)離子.因此,鹽類(lèi)和堿類(lèi)、酸類(lèi)不同,它們的水溶液并不具有某種為一切鹽類(lèi)共有的性質(zhì).
正由于鹽類(lèi)沒(méi)有共同的性質(zhì),過(guò)去我們也只是從分子組成一個(gè)方面來(lái)給鹽類(lèi)下定義①.現(xiàn)在根據(jù)電離學(xué)說(shuō)的觀點(diǎn),我們可以得出鹽類(lèi)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(shí)候能夠生成金屬陽(yáng)離子和酸根陰離子。
上面這個(gè)定義只是對(duì)正鹽來(lái)說(shuō)的.酸式鹽在溶液里電離出的陽(yáng)離子除金屬離子外,還可以有氫離子.例如:
NAHSO4====Na+ +HSO-4
硫酸氫鈉
HSO-4<---->H+ +SO--4
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====MgoH+ +CI-
堿式氯化鎂
MgoH+<---->Mg++ +OH-