NaHCO3溶液浓度改变引起的支配质子转移反应变化:从HCO3-质子自递反应到HCO3-水解反应

Shift of the Dominant Proton Transfer Reaction from Autoprotolysis of HCO3-to Hydrolysis of HCO3-Caused by Concentration Change of the NaHCO3 Solution

柳青 ¹刘建宇 ²王海水²

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作者信息

1. 华南理工大学分析测试中心,广州 510640
2. 华南理工大学化学与化工学院,广州 510640
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摘要

NaHCO3水溶液中存在多个质子转移反应和多重化学平衡.随溶液浓度改变,各质子反应所占的相对比重将发生变化,与质子转移相关的产物H2CO3、H+、OH-和CO32-的相对含量也会发生变化.绘制了[H2CO3]、[H+]、[OH-]和[CO32-]随溶液浓度c变化的动态图.从动态图上,可以直观地观察到哪些酸碱组分是主要组分,哪些组分是次要组分.较浓溶液中,[H2CO3]≈[CO32-]＞＞[OH-]＞＞[H+],表明能够产生H+或OH-的质子反应占据次要地位,质子反应HCO3-+HCO3-⇌H2CO3+Co32-占据支配地位.9.1 × 10-6 mol·L-1 溶液中,[OH-]≈[H2CO3]＞＞[H+]≈[CO32-],表明质子反应H2O+HCO3-⇌H2CO3+OH-占据支配地位.极稀溶液中,[OH-]≈[H+]＞＞[H2CO3]＞[CO32-],表明H2O⇌H++OH-占据支配地位.溶液的酸碱性质主要由起支配作用的质子转移反应控制.

Abstract

There are several proton transfer reactions and multiple chemical equilibria in NaHCO3 aqueous solution.As the concentration of the solution changes,the contents of H2CO3,H+,OH-and CO32-,which are related to proton transfer reactions,also change.The diagram of[H2CO3],[H+],[OH-]and[CO32-]with solution concentration c is plotted.From the diagram,we can directly observe which species are the major and which are the minor.In a high concentration,[H2CO3]≈[CO32-]＞＞[OH-]＞＞[H+],indicating that the proton reactions which can produce H+or OH-are negligible,and HCO3-+HCO3-⇌H2CO3+CO3- is the dominant.In 9.1 × 10-6 mol·L-1 solution,[OH-]≈[H2CO3]＞＞[H+]≈[CO32-],indicating that H2O+HCO3-⇌H2CO3+OH- is the dominant.In an extremely dilute solution,[OH-]≈[H+]＞＞[H2CO3]＞[CO32-],indicating that H2O⇌H++OH- dominates.

关键词

碳酸氢钠溶液/多重平衡/支配反应/反应产物含量图

Key words

NaHCO3 solution/Multiple chemical equilibria/Dominant reaction/Diagram for the contents of the reaction products

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基金项目

国家自然科学基金(21773072)

华南理工大学教研教改项目(C9233073)

出版年

2024

大学化学

北京大学中国化学会

大学化学

影响因子：0.636

ISSN：1000-8438

参考文献量5

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