Question

化学高手进，SO2和Na2CO3溶液的反应？？？？？？？？

酸性强弱的排序：H2SO3 ＞ H2CO3 ＞ HSO3- ＞ HCO3-
为什么少量的SO2和Na2CO3反应会生成CO2和Na2SO3呢？
Na2CO3 + SO2 + H2O == Na2SO3 + CO2
可是根据强酸制弱酸的原理，CO2的酸性比HSO3-强，应该会反应不能共存呐，会反应变成HCO3-和HSO3-才对的。
而且有反应为证，向Na2SO3溶液中通入CO2也会反应，说明了CO2的酸性比HSO3-的强。

通过计算得到的反应应该是这样的才对：
【1】 n(SO2) ：n(Na2CO3) ≤ 【1 ：2】 时
SO2 + 2Na2CO3 + H2O == Na2SO3 + 2NaHCO3

【2】 【1 ：2】 ＜ n(SO2) ：n(Na2CO3) ＜ 【1 ：1】时
SO2 + Na2CO3 + H2O →→ Na2SO3 + NaHSO3 + NaHCO3

【3】 n(SO2) ：n(Na2CO3) = 【1 ：1】 时
SO2 + Na2CO3 + H2O == NaHSO3 + NaHCO3

【4】 【1 ：1】 ＜ n(SO2) ：n(Na2CO3) ＜ 【2 ：1】
SO2 + Na2CO3 + H2O →→ NaHSO3 + NaHCO3 + CO2

【5】 n(SO2) ：n(Na2CO3) ≥ 【2 ：1】
2SO2 + Na2CO3 + H2O == 2NaHSO3 + CO2

不知道对不对，希望得到化学高手的提点，万分感谢。

Answer 1

亚硫酸：pka1=1.9, pka2=7.2
碳酸：pKa1=6.38,pKa2=10.33

所以亚硫酸的二次电离度和碳酸的一次电离度小一点，说明碳酸比HSO3-酸性稍强，但是强的不多。【向Na2SO3溶液中通入CO2也会反应，说明了CO2的酸性比HSO3-的强】计算一下该反应的程度。

反应进行程度：Na2SO3+H2O+CO2↔NaHCO3+NaHSO3
K=10^(7.2-6.38)=6.6
假设平衡的时候，三种盐类浓度都是0.1mol/L
那么可以计算出剩余的H2CO3浓度=0.1/6.6,剩余大概0.015mol/L的H2CO3，所以反应程度大概1/1.15=87%还是很大的。

你说的是反过来，NaHSO3+NaHCO3的反应程度有多大。浓度1:1.假设都是0.1mol，反应后浓度省x。
那么1/6.6=0.15=(0.1-x)²/x²
0.15x²=x²-0.2x+0.01
85x²-20x+1=0
x=【20±√340】/170取有效值=0.01mol/L
所以反应进行程度10%左右。

【3】 n(SO2) ：n(Na2CO3) = 【1 ：1】 时
SO2 + Na2CO3 + H2O == NaHSO3 + NaHCO3 ↔ Na2SO3+H2O+CO2
大概有1/10的亚硫酸氢钠和碳酸氢钠反应产生了Na2SO3和CO2.

同理
【4】 【1 ：1】 ＜ n(SO2) ：n(Na2CO3) ＜ 【2 ：1】
SO2 + Na2CO3 + H2O →→ NaHSO3 + NaHCO3 + CO2

也存在亚硫酸钠，浓度大概是=c（ 碳酸钠）*c（碳酸氢钠）开方后的1/10。

所以只要有有亚硫酸氢钠和碳酸氢钠同时存在，那么肯定存在10%左右的亚硫酸钠。

Answer 2

首先说下楼主探索精神可嘉
接下来是回答
如果 为什么少量的SO2和Na2CO3反应会生成CO2和Na2SO3呢？
Na2CO3 + SO2 + H2O == Na2SO3 + CO2 成立的话，我想最主要的一个原因就是CO2变成气体跑了，毕竟跑了的CO2跟溶解在水里的碳酸是不一样的，只能说留在水里的碳酸浓度很低，不足以与Na2SO3反应变成HCO3-和HSO3-

再就是你的总结：
酸性强弱的排序：H2SO3 ＞ H2CO3 ＞ HSO3- ＞ HCO3- ，你忽略了SO3- 、CO3-，
过了这么久我也没法给你准确答案，但起码按你的说法，你的第四条和第五条是有问题的
【4】 【1 ：1】 ＜ n(SO2) ：n(Na2CO3) ＜ 【2 ：1】
SO2 + Na2CO3 + H2O →→ NaHSO3 + NaHCO3 + CO2

【5】 n(SO2) ：n(Na2CO3) ≥ 【2 ：1】
2SO2 + Na2CO3 + H2O == 2NaHSO3 + CO2
因为H2CO3 ＞ HSO3- ，所以CO2是会与HSO3-反应生成HCO3-和SO3- ，当然这个是要考虑HCO3-和SO3-的酸性大小和浓度问题的，所以我说了我知识差不多都忘了，没法给出准确答案，你还得自己考虑考虑。唯一能解释的就是CO2变成气体跑了。

追问

我并不是没考虑SO3^2-和CO3^2- ，他们不能提供H+，就没有列进去。
因为，H2CO3＞HSO3- ，所以CO2和HSO3-反应生成HCO3- 和SO3^2-
这个你写错了。
但是你说的CO2跑走，这一点很有启发性。但是你有没有想过这个反应
Na2CO3+SO2=Na2SO3+CO2
是我们讨论可不可以发生。你就直接把这个反应当成可以发生的可逆反应，然后因为CO2跑走，反应正向进行，所以该反应进行彻底。
但是根据H2CO3＞HSO3-，HSO3-和HCO3-得不到CO2的

Answer 3

在反应Na2CO3＋SO2＋H2O＝＝CO2＋Na2SO3中，你可以看成是SO2先与H2O反应生成H2SO3，然后再根据你那酸性的表看出，这个反应会生成H2CO3，然后再分解成H2O和CO2。 其实你在看这类型化学方程式时，可以把一部分反应物或生成物取出来看，这样可以更容易理解。还有，生成HCO3-或HSO3-等什么酸氢根的离子，应该是那种气体过量才会有得生成的，就好像石灰水跟CO2反应：Ca（OH）2＋CO2＝＝CaCO3＋H2O然后继续通入CO2就会：CaCO3＋CO2＋H2O＝＝Ca（HCO3）2这样沉淀就会溶解

追问

这里是要比较酸性的，不过还是要谢谢提醒。

Answer 4

在常温下，饱和SO2溶液中c(SO2)=1.45mol/L，饱和CO2溶液中c(CO2)=0.03mol/L。
CO32- + SO2 = SO32- + CO2可以看成：
SO2 + H2O = 2H+ + SO32- ① pK① = pK1 + pK2 = 1.9 + 7.2 = 9.1
CO2 + H2O = 2H+ + CO32- ② pK② = pK1 + pK2 = 6.38 + 10.33 = 16.71
① - ②所得。其pK = pK① - pK② = 9.1 - 16.71 = -7.61
而该反应的K 还可以表述为： [c(SO32-)·c(CO2)]/[c(CO32-)·c(SO2)]
[c(SO32-)×0.03]/[c(CO32-)×1.45] = 10^(7.61)
c(SO32-)/c(CO32-) = 1.97×10^9
所以应该是可行的

追问

首先谢谢你详细的回答，不过很难看懂。
【1】pK = pK① - pK②=-7.61说明什么呢？只能说明H2SO3比H2CO3酸性强而已。
【2】Ka和K是两个完全不同的概念，Ka是酸的电离常数，K是化学反应平衡常数，这里怎么可能相等的起来呢？
【3】c(SO32-)/c(CO32-) = 1.97×10^9
这么大的数据，岂不是说明该反应进行的相当彻底。
那么，CO2无论和浓度多大的SO3^2-都不可能反应了，
但这个反应CO2+SO3^2- =可逆= HCO3- +HSO3-又作何解释呢？

Answer 5

在化学中没有绝度的纯净，当SO2进入水中时先与水发生反应生成H2SO3:
SO2+H2O=H2SO3
是溶液里的H+浓度升高
在同种温度压强下H2CO3和H2SO3的酸度系数（pka）是不变的
pka=-log（C(H+)^2*C(CO3)0/C(H2CO3)） （C是浓度）
所以当H+浓度升高是平衡
2H+CO3=H2CO3=H2O+CO2
正向移动所以会有CO2放出

追问

谢谢。