我們已經(jīng)知道,堿類、酸類和鹽類都是電解質(zhì),它們?cè)谒芤豪锒寄茈婋x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?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(fù)電荷的氫氧根離子之間的化學(xué)鍵是離子鍵.當(dāng)堿類溶解于水時(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(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(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)說(shuō),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(huì)有某些共同的性質(zhì).事實(shí)正是這樣,之前已經(jīng)講過(guò),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(lán);
(2)跟酸發(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(guò)去,我們從分子組成和性質(zhì)兩方面來(lái)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(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(shí)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(qiáng)極性鍵的共價(jià)化合物.在無(wú)水酸里,雖不含有離子,但當(dāng)酸類溶解于水時(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:
①凡是分子由ー一個(gè)金屬原子和一個(gè)或幾個(gè)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(jiàn)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(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(lán)色石蕊試紙變紅;
(3)跟堿類發(fā)生中和反應(yīng)生成鹽和水;
(4)眼某些活動(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)給酸類下定義①.現(xiàn)在根據(jù)電離學(xué)說(shuō)的觀點(diǎn),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(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
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(yáng)離子除氫離子酸外還有其他的陽(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(HJPO2)在水溶液里的電離分三步進(jìn)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(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)電荷的磷酸氫根離子里電離出來(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8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(正鹽或酸式鹽).
由此可以看出,酸式鹽的生成是由由于多價(jià)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(fù)電的酸根離子間的化學(xué)鍵是離子鍵,當(dāng)鹽類溶解于水時(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:
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(yīng)的本質(zhì),在§4·6里還將詳細(xì)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(yáng)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(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)給鹽類下定義.現(xiàn)在根據(jù)電離學(xué)說(shuō)的觀點(diǎn),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(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(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-