胡 坤

(陜西省白河高級(jí)中學(xué) 陜西 白河 725800)

選修4探究鹽水溶解的酸堿性實(shí)驗(yàn)，一般做法是用廣泛pH試紙測(cè)出酸堿性。但在實(shí)際學(xué)考中還必須知道大致pH值相對(duì)大小，以便探究或印證“越弱越水解，越稀越水解”的規(guī)律。一般做法往往只能測(cè)出鹽溶液大致的pH值，對(duì)于理科班來(lái)說(shuō)還不夠。因此很有必要對(duì)該實(shí)驗(yàn)進(jìn)行反思改進(jìn)。

溫度恒定時(shí)鹽水解時(shí)溶液酸堿性主要受水解程度和濃度的影響。為了同時(shí)印證“越弱越水解，越稀越水解”的規(guī)律，選擇合適的濃度很重要。由于鹽的水解程度一般都不大，故采取精度更高的數(shù)碼酸度計(jì)測(cè)pH值，更好的區(qū)分不同鹽水解性差異?？紤]到實(shí)驗(yàn)中7種鹽的溶解度，方便類比，都從1mol/L的濃度開(kāi)始稀釋。

實(shí)驗(yàn)用品：

儀器：百靈達(dá)牌袖珍pH計(jì) 廣泛pH試紙 25ml量筒 燒杯

藥品：1mol/L NaCl溶液 、1mol/L Na2CO3溶液、1mol/L NaHCO3溶液、1mol/L NH4Cl溶液、1mol/L Na2SO4溶液、1mol/LCH3COONa溶液、1mol/L(NH4)2SO4溶液、自制蒸餾水

實(shí)驗(yàn)環(huán)境：室溫10℃，蒸餾水pH值為6.85，實(shí)驗(yàn)室自來(lái)水pH值為7.82。

實(shí)驗(yàn)過(guò)程：用蒸餾水配制并逐倍稀釋1mol/L的各鹽溶液，分別用百靈達(dá)牌袖珍pH計(jì)和廣泛pH試紙兩種方法測(cè)量pH值并記錄對(duì)比。最后繪制pH值變化曲線(下圖)。原實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)未呈現(xiàn)。

鹽水解pH值計(jì)算近似公式：10℃ Kw=0.292×10-14pKw≈13.465 純水pH= 6.73

一元弱酸強(qiáng)堿鹽 pH=1/2(pKw+ pKa + lgC鹽)

一元弱堿強(qiáng)酸鹽 pH=1/2(pKw- pKb - lgC鹽)

鹽溶液極稀時(shí)水的電離占優(yōu)勢(shì)，鹽溶液pH≈6.73(溶劑水的pH)

表1(計(jì)算所需常數(shù))

表2(計(jì)算不同濃度鹽溶液pH值)

實(shí)驗(yàn)結(jié)合理論計(jì)算可以發(fā)現(xiàn)，稀釋過(guò)程中兩者數(shù)據(jù)變化趨勢(shì)基本吻合。通過(guò)分析總結(jié)可得出以下信息：

(1)鹽水解較微弱，故溶劑水和鹽溶液濃度對(duì)鹽溶液pH值有一定影響。

(2)部分水解鹽溶液pH值差別在1以內(nèi)，廣泛PH試紙無(wú)法滿足要求。可考慮改用數(shù)碼pH計(jì)或精密PH試紙測(cè)量。

(3)受pH計(jì)探頭結(jié)構(gòu)及測(cè)量原理局限，強(qiáng)酸強(qiáng)堿鹽的溶液pH值一般不等于7。

(4 )為了使7種鹽溶液的pH值有一定的區(qū)分度，濃度最好0.125mol/L至0.00781mol/L之間。本著節(jié)約環(huán)保的理念，濃度配小仍符合實(shí)驗(yàn)要求?？傊皇窃綕庠胶?，越濃區(qū)分度越好。

(5)碳酸鈉和碳酸氫鈉溶液稀釋曲線初始段可以說(shuō)明越稀越水解。稀釋初始階段pH值有增大，顯示水解作用優(yōu)于稀釋作用。

(6)類比碳酸鈉、碳酸氫鈉和醋酸鈉可以明顯的總結(jié)鹽水解的另一條規(guī)律“越弱越水解”。

(7)稀釋過(guò)程中曲線變化平緩說(shuō)明水解鹽溶液本身是一種較好的緩沖溶液，對(duì)稀釋具有一定的緩沖作用。

(8)通過(guò)實(shí)驗(yàn)和理論計(jì)算，使人能更好的理解理論與實(shí)踐的辯證關(guān)系。兩者可以互相促進(jìn)，最終推動(dòng)科技不但發(fā)展前進(jìn)。

總之《探究鹽溶液的酸堿性》實(shí)驗(yàn)，若改用蒸餾水，控制好濃度，采用廣泛PH試紙可以很好地滿足高中化學(xué)選修4模塊業(yè)考試要求；若改用蒸餾水，控制好濃度，采用pH計(jì)(或精密PH試紙)測(cè)量并能繪制7種鹽溶液稀釋pH值變化曲線圖，會(huì)幫助學(xué)生深刻領(lǐng)悟鹽水解規(guī)律，激發(fā)實(shí)驗(yàn)興趣，培養(yǎng)學(xué)科探究能力。同時(shí)更好地為學(xué)生創(chuàng)設(shè)真實(shí)的化學(xué)實(shí)驗(yàn)情景，再現(xiàn)微觀世界的動(dòng)態(tài)平衡，平衡之間的對(duì)立與統(tǒng)一。