碳酸氢根 用矛盾观点认识碳酸氢根离子

碳酸氢盐是中学重要的酸根。学生们经常对它的性质感到困惑。下面从理论和事实两个方面来帮助人们理解碳酸氢盐。

第一，碳酸氢盐是矛盾的统一体

理论上，碳酸氢盐在水溶液中有两种趋势:①电离:HCO u≒h+CO2；ˉ;②水解:HCO u+ ho≒HCO u+ ohu。电离会使溶液呈酸性，水解会使溶液呈碱性。很明显是矛盾的。实际上，将几滴酚酞试剂滴入NaHCO₃溶液中，结果显示为粉红色。这表明NaHCO₃溶液是碱性的，即碳酸氢盐的水解是矛盾的主要方面，而其电离是矛盾的次要方面。

在碳酸钠溶液中引入二氧化碳，会产生碳酸氢钠，即naco+co+ho = 2nachco。酸性碳酸和碱性碳酸钠结合产生碳酸氢根，可视为矛盾统一体的形成。

根据矛盾观点，矛盾双方在一定条件下可以相互转化。下面以NaHCO₃解为例来说明这种矛盾的转化。

二、加酸加碱时的矛盾转化

当稀盐酸滴入NaHCO₃水溶液中时，产生CO气体，反应的离子方程式可表示为h+HCO uuuuuuuuuuuuuuuuuu这一现象可以用氢离子的加入来解释，氢离子的加入抑制了HCO₃ˉ电离，促进了水解，即水解成为主要矛盾。

在NaHCO₃溶液中加入少量bacl稀溶液不会产生沉淀，但加入NaOH溶液时会产生白色沉淀，这可以解释为bacl的加入没有破坏碳酸氢盐的电离平衡和水解平衡。当加入NaOH溶液时，oh’促进碳酸氢盐的离子化，抑制碳酸氢盐的水解，从而增加碳酸氢盐的浓度，使碳酸氢盐和ba⊃2；结合形成沉淀BaCO₃.反应离子方程式可表示为:HCO u+ OH u= HO+CO2；ˉ、co₃⊃2；ˉ+ba⊃2；= baco ↓，即碳酸氢盐的电离成为矛盾的主要方面。

在碳酸钠溶液中滴加盐酸溶液时，碳酸氢盐浓度先升高后降低，可以认为是上述两个转化过程的结合。开始时，溶液中碳酸氢盐的浓度很小。先加入氢离子，将碳酸氢盐转化为碳酸氢盐，抑制碳酸氢盐电离。当碳酸氢盐浓度增加时，加入的氢离子将碳酸氢盐转化为碳酸盐。

第三，添加离子时的矛盾转化

当NaHCO₃溶液与AlCl₃溶液混合时，白色al 沉淀，同时释放CO气体。总反应可以表示为al⊃3；+3hc oˇ= al←+ 3co↑。这种现象可以用相互水解来解释，铝离子水解显示酸性:al⊃3；+3Ho ≒ Al +3h，促进HCO₃ˉ水解，抑制碳酸氢盐电离，即碳酸氢盐水解成为主要矛盾。

在NaHCO₃溶液中加入NaAlO₂溶液可得到白色沉淀al ,总反应可表示为:alo u+ HCO u+ ho = alu+ CO2；这种现象可以用偏铝酸盐的水解是碱性的来解释:alo uu+ 2ho≒al+oh uuuu,水解产生的oh uuuu促进碳酸氢盐的电离，抑制碳酸氢盐的水解，即碳酸氢盐的电离成为主要矛盾。

NaHCO₃溶液可以将铝盐和偏铝酸盐转化为氢氧化铝，但是碳酸氢盐在转化过程中具有不同的性质。这种情况可以充分说明碳酸氢盐的复杂性。

第四，碳酸氢盐的分解

在某些情况下，一种碳酸氢盐可以与另一种碳酸氢盐反应形成碳酸和碳酸盐。这个反应类似于氧化还原反应中的歧化反应。这种反应非常困难，一般需要形成碳酸盐沉淀，所以碳酸氢钠溶液中不会发生类似的反应。

向NaHCO₃溶液中加入大量高浓度的BaCl₂溶液，发现该溶液会产生白色沉淀。反应的离子方程式可以表示为ba⊃2；⁺+2HCO₃ˉ=BaCO₃↓+CO₂↑+H₂O。这种反应超出了中学化学的范围，只有碳酸氢盐浓度高时才能发生。所以高中化学一般不考虑碳酸氢盐引起的碳酸盐沉淀，但这方面的知识可能会出现在信息题中。

如果CO被引入到高浓度的非氧化性强酸盐溶液如BaCl₂或CaCl₂中，我们将不会观察到白色沉淀现象。这是因为在碳酸氢钠溶液中，由钡离子和碳酸根离子结合产生的BaCO₃产生的h可以被剩余的碳酸氢根离子结合。但是碳酸中没有吸收氢离子的物质，导致氢离子抑制碳酸盐沉淀的形成。