張青山

【摘要】高中化學(xué)中規(guī)定在水溶液和熔融狀態(tài)下不發(fā)生電離的化合物是非電解質(zhì)，但是實(shí)際上非電解質(zhì)并不是絕對(duì)的不電解，只是電離程度太微弱了，在實(shí)際反應(yīng)中沒有意義，為了能更直觀地探討化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì)，而被認(rèn)為不電離。

【關(guān)鍵詞】非電解質(zhì);電離

電解質(zhì)和非電解質(zhì)是高中化學(xué)必修一中一對(duì)非常重要的概念，非電解質(zhì)主要包括非金屬氧化物、NH3、絕大多數(shù)有機(jī)物如CH3CH2OH等。教材和幾乎所有資料都是這樣描述和講解的，老師和學(xué)生對(duì)此也形成了一種默認(rèn)。但是在必修二的一個(gè)實(shí)驗(yàn)卻證明這種描述存在著問題。

人教版必修二乙醇性質(zhì)實(shí)驗(yàn)中，乙醇和鈉的反應(yīng)有幾個(gè)疑點(diǎn)。第一個(gè)疑點(diǎn)是，對(duì)比水和鈉的反應(yīng)，可以發(fā)現(xiàn)兩者除了反應(yīng)速率不同以外，并沒有本質(zhì)上的差別。如果CH3CH2OH是非電解質(zhì)，不會(huì)電離出H+的話，那應(yīng)該不會(huì)和鈉反應(yīng)生成H2。有的老師認(rèn)為非電解質(zhì)不電離也可以直接反應(yīng)，那么乙基基團(tuán)上的H為什么不反應(yīng)呢？第二個(gè)疑點(diǎn)是，有些資料指出CH3CH2ONa顯強(qiáng)堿性，實(shí)驗(yàn)證明反應(yīng)后的溶液滴加酚酞溶液確實(shí)會(huì)變紅，但這個(gè)性質(zhì)明顯是強(qiáng)堿弱酸鹽的性質(zhì)，說明CH3CH2ONa水解生成了堿，那么另一種產(chǎn)物乙醇是不是酸呢？第三個(gè)疑點(diǎn)是苯酚中同樣含有-OH，為什么這兩種-OH會(huì)出現(xiàn)這種本質(zhì)上的區(qū)別呢？

在初中化學(xué)中，關(guān)于不溶物和易溶物的定義是這樣的：沒有絕對(duì)不溶的物質(zhì)，判斷一種物質(zhì)是溶或不溶的標(biāo)準(zhǔn)是，溶解度小于0.01g/100g水的物質(zhì)叫不溶物。結(jié)合這個(gè)定義，于是，筆者思考，會(huì)不會(huì)同樣沒有絕對(duì)不電離的物質(zhì)，電解質(zhì)和非電解質(zhì)的區(qū)別在于電離程度的大小。電解質(zhì)電離的本質(zhì)是共價(jià)鍵的異裂，CH3CH2OH中氧氫單鍵存在著異裂的可能。

通過查閱相關(guān)資料，筆者發(fā)現(xiàn)CH3CH2

OH確實(shí)可以電離：

2CH3CH2OH?CH3CH2OH2++ CH3CH2O- pKa=15.9

對(duì)比電離常數(shù)，我們發(fā)現(xiàn)乙醇的電離程度接近于水（水的pKa=15.7），兩者在數(shù)量級(jí)上是完全相同的。高中化學(xué)教材上描述水是一種極弱電解質(zhì)，所以我們有理由相信，電解質(zhì)和非電解質(zhì)的劃分標(biāo)準(zhǔn)就是水，也就是說，電離程度比水大的物質(zhì)是電解質(zhì)，而電離程度小于水的物質(zhì)是非電解質(zhì)。那么，為什么以水為分界線呢？筆者認(rèn)為，可能是因?yàn)榛瘜W(xué)反應(yīng)往往是在水溶液中進(jìn)行的，如果電離程度比水小，那么物質(zhì)提供H+的能力弱于水，參與反應(yīng)的H+基本上全部來自于水，物質(zhì)本身的電離可以被忽略。為了更好地研究反應(yīng)的本質(zhì)，就規(guī)定這部分物質(zhì)不電離，為非電解質(zhì)。

乙醇和水的電離程度接近，理論上來說鈉分別和乙醇與水反應(yīng)的劇烈程度應(yīng)該也是一樣的，但是真正反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象表明，鈉和乙醇的反應(yīng)相較鈉和水的反應(yīng)要溫和的多，這又是為什么呢？筆者認(rèn)為這可能和基團(tuán)的位阻有關(guān)，在水中，H+的存在形態(tài)是H3+O，H+直接外露，很容易就可以接觸到Na，從而發(fā)生置換反應(yīng)。而在乙醇中H+的存在形態(tài)是CH3CH2OH2+，H+周圍是非常大的基團(tuán)，使得H+與Na的接觸變得困難，所以，反應(yīng)速率就慢了下來。在大學(xué)有機(jī)化學(xué)中，位阻效應(yīng)是化學(xué)反應(yīng)的重要影響因素。

既然乙醇能夠電離，那么，其它的非電解質(zhì)是否同樣可以電離呢。通過查閱相關(guān)資料，筆者發(fā)現(xiàn)確實(shí)很多非電解質(zhì)都可以電離，比如，NH3在液態(tài)環(huán)境中可以發(fā)生電離：

2NH3 ? NH4+ + NH2-? pKa=34

當(dāng)然這個(gè)電離就更沒有實(shí)際意義了，一是因?yàn)殡婋x程度實(shí)在是太弱了，與水的電離常數(shù)相差18個(gè)數(shù)量級(jí)。二是因?yàn)镹H3的電離要在液氨環(huán)境中進(jìn)行，NH3在水溶液中會(huì)與水結(jié)合生成NH3·H2O，而NH3·H2O是一個(gè)弱電解質(zhì)。又比如甲烷（pKa=49）、乙炔（pKa=25）均是因?yàn)殡婋x程度太弱而被認(rèn)為是非電解質(zhì)。

綜上所述，高中化學(xué)中非電解質(zhì)并不是絕對(duì)的不電離，只是電離程度太弱了，在實(shí)際反應(yīng)中沒有意義，為了能更直觀地探討化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì)，而規(guī)定其不電離，這或許也是大學(xué)化學(xué)教材中不再提及電解質(zhì)和非電解質(zhì)的原因吧。