普通化学：盐类水解及影响温度

用pH 试纸分别测定相同浓度的NaCl、CH3COONa、（NH4）2SO4溶液的pH，结果显示：NaCl 溶液的pH=7，显中性；CH3COONa 溶液的pH>7，显碱性；（NH4）2SO4溶液的pH<7，显酸性。CH3COONa 和（NH4）2SO4本身并不能电离出OH-、H+，但其水溶液却分别显示出碱性、酸性，这是由于盐的阴离子、阳离子与水解离出的H+、OH-结合生成弱电解质——弱酸、弱碱，使水的电离平衡发生移动，导致溶液中H+和OH-的浓度不相等，从而表现出酸碱性。盐电离出的离子与水电离出的H+或OH-结合生成弱酸或弱碱，从而使溶液的酸碱性发生改变的反应，称为盐的水解反应。

1.一元弱酸强碱盐的水解

以CH3COONa 的水解为例，溶液中存在下列平衡：

总反应为

水解常数为

【例题4.11】计算298 K 时，0.10 mol·L-1的CH3COONa 水溶液的pH 和CH3COONa的水解度h（已知CH3COOH 的=1.74×10-5）。

解：由题可知

由于，可以用近似计算公式计算，即

2.一元弱碱强酸盐的水解

以NH4Cl 的水解为例，溶液中存在下列平衡：

总反应为

水解常数为

同样，当时，。

3.一元弱酸弱碱盐的水解

以CH3COONH4溶液为例，水解反应方程式为：

水解常数为

但如何判断溶液的酸碱性呢？

在CH3COONH4溶液中存在如下平衡：

在这些反应平衡中，有的生成物得到了质子，有的生成物失去了质子，得到质子的生成物有H+和CH3COOH，失去质子的生成物有OH-和NH3·H2O，质子的得失应该相等，即在溶液中应存在质子（得失）平衡，即

其中

将以上三式代入式（4.14）得

整理得

式（4.15）是一元弱酸弱碱盐水溶液中[H+]的精确计算公式。当[NH4+]不太小时，有·；当[CH3COO-]不太小时，有，则

水解前，溶液中[CH3COO-]=[NH4+]，若水解后[CH3COO-]≈[NH4+]，则

式（4.16）是一元弱酸弱碱盐水溶液中[H+]的近似计算公式。由此式可得到一元弱酸弱碱盐水溶液的pH 计算公式，即

由式（4.17）可知：

（1）当时，溶液呈酸性；

（2）当时，溶液呈碱性；

（3）当时，溶液呈中性。

【例题4.12】计算0.10 mol·L-1NH4的CN 溶液的pH，各组分浓度及水解度。已知。

解：利用一元弱酸弱碱盐水溶液中[H+]的近似计算公式，可得(www.xing528.com)

设平衡时，NH3·H2O 浓度为x mol·L-1，HCN 浓度为y mol·L-1，则

结果表明，近似计算的假设（[NH3·H2O]=[HCN]）完全合理，相对误差只有0.4%。盐的水解度应以水解程度小的离子为准进行计算，结果为

4.多元弱酸强碱盐的水解

以Na2S 的水解为例，水解平衡与水解常数为

当时，，计算溶液pH 及水解度时，可以只考虑第一步水解。

【例题4.13】计算0.10 mol·L-1的Na2S 溶液的[S2-]、pH、其他组分的浓度及其水解度。已知。

解：Na2S 水解常数分别为

由于，因此，在计算溶液pH 时，可以只考虑第一步水解；又因为远远小于400，所以，不能用近似计算公式。设平衡时溶液中[HS-]=x mol·L-1，则有

解得x=0.098 8 mol·L-1，即[HS-]=[OH-]=0.098 8 mol·L-1；

则有pH=14.0-pOH=14.0+lg[OH-]=14.0+lg 0.098 8=13.00。

考虑第二步水解，则有

由于[HS-]=[OH-]=0.098 8 mol·L-1，所以[H2S]≈=1.75×10-7mol·L-1，溶液中其他组分的浓度分别为：[Na+]=0.20 mol·L-1，[H+]=1.0×10-13mol·L-1，[S2-]=0.001 2 mol·L-1，Na2S 的水解度h=99%。

5.多元弱酸酸式盐的水解

以NaHCO3水溶液为例，在溶液中存在下列平衡：

根据质子平衡可得

其中

将以上三式代入式（4.18），得

整理得

同样，当（20 倍以上）时，溶液中[H+]的近似计算公式为

【例题4.14】计算0.050 mol·L-1的NaHCO3溶液的pH。已知H2CO3的=4.3×10-7，。

解：0.050 mol·L-1NaHCO3溶液的浓度不算小，可以用近似计算公式，则

6.影响盐类水解的因素

影响盐类水解的因素主要是外界因素，不考虑盐自身组成的影响。

1）盐浓度的影响

从盐浓度与水解度的关系可知，盐溶液浓度越小，水解越强。例如，SbCl3和SnCl2水溶液稀释时，水解生成SbOCl 和Sn（OH）Cl 白色沉淀。

2）温度的影响

盐类水解是酸碱中和反应的逆反应，酸碱中和反应放热，因此盐类水解反应吸热。温度升高，盐类水解加强。例如，Fe（NO3）3溶液受到加热时，Fe3+水解加强，溶液颜色逐渐加深。

3）溶液酸碱度的影响

由于盐类水解会改变溶液的酸碱性，因此溶液的酸碱度反过来会直接影响盐类水解的程度。但因为不同的盐水解结果不同，所以溶液酸碱度对其影响也不同。例如

对于前一反应，溶液酸度增大，水解减弱；对于后一反应，溶液酸度增大，水解加强。