Question

高中化学题：0.1mol/L的NaHCO3溶液PH是多少？请用水溶液中的离子平衡相关知识计算

Answer 1

做这种题你需要知道弱酸的电离常数，像这个题就需要知道H2CO3的各级电离子常数Ka1=4.4×10^-7和Ka2=4.7×10^-11。NaHCO3水解平衡就是碳酸根的二级水解：NaHCO3+H2O⇌NaOH+H2CO3
所以二级水解平衡常数Kh2=Kw/Ka1=[OH-][CO3²-]/[HCO3-]=[OH-]²/[HCO3-]
即[OH-]²=[HCO3-]Kw/Ka1=0.1×1×10^-14/4.4×10^-7=2.3×10^-9
所以[OH-]=4.8×10^-5mol/L
故PH=14-POH=14+lg[OH-]=9+lg4.8=9.68。

追问

为什么HCO3-不是变成H和CO3，而是变成H2CO3呢？

追答

这是由碳酸的电离常数决定的，
如果碳酸氢根在溶液中电离，那么它就是二级电离，Ka2=Ka2=4.7×10^-11
如果碳酸氢根在溶液中水解，那么它就是二级水解，Kh2=Kw/Ka1=1×10^-14/4.4×10^-7=2.3×10^-8
很显然Kh2比Ka2大近1000倍，所以碳酸氢根在溶液中以水解为主，这也是碳酸氢钠溶液呈碱性的原因。

追问

谢谢！