为什么NaHSO3显酸性但是NaHCO3显碱性
亚硫酸氢钠(NaHSO3)和碳酸氢钠(NaHCO3)都是常见的酸式盐,但它们在溶解于水后,却表现出截然不同的酸碱性:NaHSO3溶液显酸性,而NaHCO3溶液显碱性。这一现象的根本原因在于两种酸式酸根离子(HSO3-和HCO3-)在水溶液中的电离与水解行为存在显著差异。
电离与水解的竞争
对于NaHSO3,其酸式酸根HSO3-在水溶液中,电离(释放H+)的趋势远大于水解(结合H+)的趋势。HSO3-可以进一步电离为SO3^2-和H+,其电离常数(Ka2)约为6.3×10^-8,相对较大。同时,其水解对应的共轭碱SO3^2-的水解常数(Kh)非常小(Kw/Ka1 ≈ 10^-14/1.5×10^-2 ≈ 6.7×10^-13)。因此,HSO3-在水溶液中释放H+占主导,导致溶液显酸性。
碳酸氢根的特殊性
反观NaHCO3,其酸式酸根HCO3-的行为则不同。HCO3-既能电离(HCO3- ⇌ CO3^2- + H+,Ka2=5.6×10^-11),也能水解(HCO3- + H2O ⇌ H2CO3 + OH-,Kh=Kw/Ka1=10^-14/4.3×10^-7≈2.3×10^-8)。通过比较Ka2和Kh值可以发现,HCO3-水解生成OH-的趋势(Kh)明显大于其电离生成H+的趋势(Ka2)。因此,水解反应占优势,溶液中OH-浓度大于H+浓度,宏观上表现为碱性。
综上所述,决定酸式盐溶液酸碱性的关键,是其酸式酸根离子电离常数(Ka2)与水解常数(Kh)的相对大小。NaHSO3因HSO3-电离强于水解而显酸性,NaHCO3因HCO3-水解强于电离而显碱性。这一原理也解释了为何同为“酸式盐”,其水溶液的酸碱性却可能完全不同。
