中和反应与盐
中和反応と塩
中和的量的关系是「酸的价数 × 酸的物质量 = 碱的价数 × 碱的物质量」,与强弱无关。但恰好中和后的溶液不一定中性 —— 生成的盐会水解,由「谁强跟谁」决定酸碱性。
把等物质量的盐酸和氢氧化钠混合,酸性和碱性互相抵消,得到食盐水 —— 中性。可换成醋酸和氢氧化钠,同样恰好反应完,得到的溶液却是碱性的。「恰好中和」和「变成中性」不是一回事,这一句是这一节最要紧的判断。
为什么是这样
中和的实质是酸给出的 H+ 与碱给出的 OH− 结合成水:H+ + OH− → H2O。既然是一个 H+ 配一个 OH−,那么恰好中和的条件就是两者的物质量相等。剩下的阴离子与阳离子组合成的化合物叫盐。
把「物质量相等」写成可算的式子要注意价数:2 价的硫酸 1 mol 能放出 2 mol H+。所以条件是酸的价数 × 酸的物质量 = 碱的价数 × 碱的物质量。有一点容易想错:这个关系与酸碱的强弱无关。弱酸虽然一开始电离得少,但 H+ 被消耗后会继续电离补上 —— 最终参与反应的总量仍由价数与物质量决定。
但恰好中和 ≠ 溶液中性。生成的盐溶于水后,来自弱酸或弱碱的那个离子会与水反应(水解),重新放出 H+ 或 OH−。醋酸钠里的醋酸根来自弱酸,它会夺取水里的 H+ 而留下 OH− —— 所以溶液显碱性。判断口诀是「谁强跟谁」:强酸弱碱盐显酸性,弱酸强碱盐显碱性,强酸强碱盐显中性。
- a
- 酸的价数
- c
- 酸的摩尔浓度[mol/L]
- V
- 酸的体积[L]
- b
- 碱的价数
- c1
- 碱的摩尔浓度[mol/L]
- V1
- 碱的体积[L]
- 与酸碱的强弱无关 —— 弱酸也照此计算,因为 H+ 被消耗后会继续电离补上
- 体积单位要统一(1 L = 1000 mL),这是这条式子最常见的计算失误
- 恰好中和不等于中性:溶液的酸碱性由生成的盐决定
定量表达
盐按「酸里的氢有没有被完全取代」分三类,注意这个分类与溶液的酸碱性无关。正盐:酸的氢全被取代,如 NaCl、Na2SO4、CH3COONa。酸式盐:还剩可电离的氢,如 NaHSO4、NaHCO3。碱式盐:还剩 OH,如 MgCl(OH)。
这里有个经典的坑:NaHCO3 是酸式盐,但它的水溶液显碱性。「酸式」说的是化学式里还留着氢,「酸性」说的是溶液的 pH —— 两个词只差一个字,意思完全不同。反过来 Na2SO4 是正盐,溶液中性;CH3COONa 也是正盐,溶液碱性。
多种酸碱混合时,关系式扩展成总和相等:所有酸放出的 H+ 总量 = 所有碱放出的 OH− 总量。算的时候把每一种的「价数 × 物质量」列成一张小表再相加,比硬套公式可靠。
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