關(guān)于多元弱酸逐級(jí)電離常數(shù)遞減原因的探討*

張榮榮 馮長(zhǎng)君

(徐州工程學(xué)院化學(xué)化工學(xué)院 江蘇徐州221111)

多元弱酸分子(HnA)在水中是分步解離的，對(duì)應(yīng)的各級(jí)電離常數(shù)(，n=1、2、…、等，代表級(jí)數(shù))是逐級(jí)銳減的，即相差多在105倍以上。對(duì)此，在許多高等學(xué)校無(wú)機(jī)化學(xué)教材中都有解釋，但多存在不完善之處。例如作者參編的《新編無(wú)機(jī)化學(xué)》［1］中對(duì)H2S的給出的解釋如下:原因?yàn)槎?1)帶有兩個(gè)負(fù)電荷的S2-對(duì)H+的吸引比帶一個(gè)負(fù)電荷的HS-對(duì)H+的吸引要強(qiáng)得多;(2)第一級(jí)電離出來(lái)的離子對(duì)第二級(jí)電離平衡產(chǎn)生同離子效應(yīng)，從而抑制了第二級(jí)電離。

我們查閱了一些高等學(xué)校的無(wú)機(jī)化學(xué)教材［2-3］(僅舉兩本為例)，歸納了這些教材對(duì)此銳減現(xiàn)象的解釋:一是從帶負(fù)電荷越多的含氫酸根離子中電離出H+;受到的靜電引力越大，越難電離。二是前一級(jí)電離出的H+對(duì)后一級(jí)電離平衡有抑制作用;即前一級(jí)電離出的H+產(chǎn)生的同離子效應(yīng)抑制了后一級(jí)電離，致使逐級(jí)電離常數(shù)減小。

作者認(rèn)為，導(dǎo)致多元弱酸分子逐級(jí)電離常數(shù)銳減的真正原因，一是電離過(guò)程，即從帶負(fù)電荷越多的含氫酸根離子中電離出H+，受到其靜電引力越大，越難電離，平衡難于右移;如從和中依次電離出H+，受到這些分子或離子的靜電引力依次增大，致使電離愈加困難。二是接受質(zhì)子過(guò)程，即帶負(fù)電荷越多的(含氫)酸根離子與水溶液中H+之間的庫(kù)侖引力越強(qiáng)，越易接受質(zhì)子形成含氫酸根離子，致使平衡左移;如水溶液中H+與等離子的庫(kù)侖引力依次減弱，致使、越難電離。

由此可見(jiàn)，此二過(guò)程中的庫(kù)侖力都會(huì)阻礙帶有較多負(fù)電荷的陰離子生成，而多元弱酸分子的逐級(jí)電離是使(含氫)酸根離子所帶負(fù)電荷逐漸增大的過(guò)程，因此，其逐級(jí)電離常數(shù)必然是遵循遞減規(guī)律，即

多元弱酸分子的逐級(jí)電離常數(shù)屬于化學(xué)平衡常數(shù)，是表征弱電解質(zhì)分子電離限度大小的特性常數(shù)。其熱力學(xué)定義為:

［1］王玲君，王英杰，劉振江.新編無(wú)機(jī)化學(xué).沈陽(yáng):遼寧教育出版社，1990

［2］天津大學(xué)無(wú)機(jī)化學(xué)教研室.無(wú)機(jī)化學(xué).第4版.北京:高等教育出版社，2010

［3］北京師范大學(xué)無(wú)機(jī)化學(xué)教研室等.無(wú)機(jī)化學(xué).第4版.北京:高等教育出版社，2002