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]>[S2-],可称为答案二。
考虑到这是一个比较特殊的酸碱溶液体系其中氢离子浓度的计算较为复杂。加之计算所依据的该物质的化学热力学数据,没有公认的数据。加之,溶液中各物种浓度的排序,还要受溶液浓度影响。所以,对该体系中各物种浓度排序的讨论,更不宜出现在中学化学教学中。
关于化学热力学数据的分歧是指,在北京师范大学无机化学教材中,所给的H2S电离常数为Ka1=5.7×10-8Ka2=1.2×10-15
而在武汉大学等校的《分析化学》教材中,对于氢硫酸只给出了Ka1=1.3×10-7。却没有Ka2的数据。
在兰氏化学手册中,认为氢硫酸的Ka1=1.1×10-7(原始数据为pKa1=6.97),和Ka2=1.3×10-13(原始数据为pKa2=12.90)。
在网上则还有,H2S电离常数为Ka1=1.3×10-7Ka2=7.1×10-15,这样的说法。
不难看出,这些数据间的差别过大。尤其是Ka2的数值,相互间的最大差值,竟达到了两个数量级。
为使对这个体系的讨论与计算结果,有一定的代表性和普遍意义,也便于与已有的讨论结果进行比较。在如下的计算和讨论中,还是沿用网上的数据吧。
一、无机化学教学中的一般讨论方法
考虑到中学生有限的化学知识和理解能力。他们能了解和接受无机化学程度的一般讨论方法,应该就算是可以了。
而在无机化学教学中,对于同属于“弱酸弱碱盐”的NaHS溶液中的[H+]计算,是可以类比与NaHCO3溶液的[1]
但在无机化学教材中,对于该溶液中[H+]的计算。只介绍了一个没有涉及适用范围计算公式,即,
[转载]NaHS溶液中各种浓度的排序……1
这样,只要将H2S电离常数为Ka1Ka2代入式(1,就可以认为是计算该溶液中[H+]“合理”方法。而有,[H+]==3.0(38)×10-11(mol·L-1)。
这个计算多取了几位有效数字。是因为,有些计算结果间的差别太小。有效数字位数较少时,这种差别很难被反映出来。
由此,再考虑水的离子积为Kw=1.0×10-14。就可以进而计算出,该溶液中的[OH-]=3.2(92)×10-4mol•L-1)。
剩下物种的浓度,直接用多元弱酸的分布分数来计算:
[转载]NaHS溶液中各种浓度的排序
同样有,[HS-]=0.10(00)(mol·L-1),
及,[S2-]=2.3(37)×10-5(mol·L-1),
到此就得出了该溶液中各物种浓度由大到小的顺序似乎是
[Na+]>[HS-]>[OH-]>[H2S]>[S2-]>[H+]可称为答案三。
这个计算结果的可信度,是值得被怀疑的。因为,在使用式(1)时,人们并没有判断,该体系是否满足该公式的适用条件。
所以,还要再通过“验算”,来验证该计算结果的科学性。
不妨将上述计算结果中的某些项,代入该酸的Ka1、这个平衡常数的表达式。看看它们与所依据的原始数据,是否能相符。为此计算如下,
[转载]NaHS溶液中各种浓度的排序
所得结果,竟然能与已知数据Ka1=1.3×10-7间,有10的差别。
这表明,用式(1)来进行这个计算,是完全失败的。所得计算结果、答案三,均无任何可信度而言。
二、分析化学角度进行的讨论
应该选用一个什么样的公式,来计算这个体系中的[H+]呢?只好再翻阅一下《分析化学》教材中的相关部分[2]
教材中把式(1)称为,计算两性物质溶液中[H+]“最简式”。
最简式的适用条件为Ka2c>10Kw、且c>10Ka1
而这里所讨论体系的,Ka2=7.1×10-15c=0.10。显然不能满足前一个条件“Ka2c>10Kw”。所以,是不能用式(1)来进行这个计算的。
对于该教材所给出的如下“近似式”,
[转载]NaHS溶液中各种浓度的排序……(2
体系也要满足

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