也谈谈NaHCO3溶液中离子浓度的大小关系

【意思是说碳酸氢根离子的电离和水解都很微弱】 所以，碳酸氢根离子的浓度基本上没有减小，也就是说： c(HCO3-)≈c(NaHCO3) = c 上式就成为：
c(H+) =√[Ka1×(KW+Ka2×c)]/(Ka1+c)
c(H+) =√[Ka1×(KW+Ka2×c)]/(Ka1+c)
如果Ka2×c 远大于KW，即 KW + Ka2×c≈Ka2×c 则：c(H+) =√(Ka1×Ka2×c)/(Ka1+c) 【精确】 如果c远大于Ka1，即 Ka1+ c ≈ c 则：c(H+) =√(Ka1×Ka2×c)/c =√Ka1×Ka2 【近似】
③ H2 O H＋＋OH－ c(OH－)=Kw/c(H＋) 【3】
Kw = c(H＋)×c(OH－)
在碳酸氢钠溶液中有“质子守恒”关系式： c(H＋)＋c(H2CO3) = c(OH－)＋c(CO32－) 即： c(H＋) + 【2】= 【3】+【1】
c(H＋)＋c(H2CO3) = c(OH－)＋c(CO32－) 即： c(H＋) + 【2】= 【3】+【1】 -) K × c (HCO a2 3 c(CO32-)= 【1】 + c(H ) c(H+)×c(HCO3-) c(H2CO3) = 【 2】 Ka1 c(OH－)=Kw/c(H＋) 【3】
在两性物质不很稀时，水的电离可以忽略， 如果c≥10Ka1时，可以用近似公式； 如果c＜10Ka1时，应该用精确公式。 此结论可以推广到其它多元弱酸的酸式盐溶液。 《分析化学》P301 辽宁出版社 【对于通常的碳酸氢钠溶液来说，溶液的pH值与溶液浓度无 关，都等于8.31 。】
例：计算0.100mol•L－1NaHCO3(Ka1=4.2×10-7 Ka2=5.6×10-11) 溶液中（除水分子以外）的各种微粒浓度。
-) K a × c (HCO 2 3 据【1】：c(CO32-) = c(H+) = 5.6×10－11×0.100÷(4.85×10-9)= 1.15464×10－3mol/L
c(H+)×c(HCO3-) 据【2】：c(H2CO3) = Ka1
= 4.85×10-9×0.100÷(4.2×10-7)= 1.15476×10－3mol/L 根据以上计算结果，可得0.100mol•L－1NaHCO3溶液中， 微粒浓度的大小关系是：
把分子分母都乘以溶液中的氢离子浓度 c(OH－)×c(H2CO3) ×c(H+) = KW/Ka1 得：Kb2= + c(HCO3 ) ×c(H )
看式中，白色部分是碳酸的一级电离常数的倒数，蓝色部分是KW 。
c(OH－)×c(H2CO3) Kb2= 【*】 c(HCO3-)
Kb2×c(HCO3-) 【*】可以变形为c(H2CO3) = c(OH-) = KW×c(HCO3-) Ka1×c(OH-) c(H+)×c(HCO3-) = 【2】 Ka1
[c(H+)]2×[1+c(HCO3-)/Ka1]=KW+Ka2×c(HCO3-) c(H+)= = KW+Ka2×c(HCO3-) 1+c(HCO3-)/Ka1 Ka1+c(HCO3-) Kb2=2.3×10－8 根号内分子分 母都乘以Ka1
Ka1×[KW+Ka2×c(HCO3-)]
因为Ka2和Kb2都很小 Ka2 = 5.6×10-11
也谈谈NaHCO3溶液中
微粒浓度的大小关系
老生常探
关于NaHCO3溶液中离子浓度的大小关系，在网上见到 过以下几种排列关系：
1、c(Na+)＞c(HCO3-)＞ c(OH－) ＞c(H+) ＞c(CO32-) 2、c(Na+)＞c(HCO3－)＞c(OH－)＞c(Cwk.baidu.com32－)＞c(H+)
3、c(Na+)＞c(HCO3－)＞c(CO32－)＞c(OH－)＞c(H+) 从以上不同的结论中可以看出，有3个关系是共同的看法， 即：
其它关系则说法不一。 有不少高中学生对这个问题也提出过疑问，也有的因为不 太满意老师的解释，而在网上提问。但是也很少得到满意 的解释。本文拟通过具体计算，来谈谈我的看法，相信后 面的计算原理，高中同学是能够看得懂的。供参考。
在NaHCO3的溶液中，存在如下3个平衡： ①HCO3－的电离平衡：HCO3－ H＋＋CO32－ c(H+)×c(CO32-) Ka2= c(HCO3-) -) K × c (HCO a2 3 可以变形为c(CO32-)= 【1】 + c(H ) ②HCO3－的水解平衡：HCO3－＋H2O H2CO3＋OH－ c(OH－)×c(H2CO3) Kb2= 【*】 c(HCO3-)
-) +)×c(HCO -) K K × c (HCO c (H a2 w 3 3 + c(H＋) + = Ka1 c(H＋) c(H+)
Kw Ka2×c(HCO3-) c(H+)×c(HCO3-) ]= + c(H＋)×[1+ ＋ Ka1 c(H ) c(H+)
两边都乘以c(H+): [c(H+)]2×[1+c(HCO3-)/Ka1]=KW+Ka2×c(HCO3-)
c(Na+) = 0.100mol· L－1 因为c远大于Ka1，Ka2×c远大于KW，c＞10Ka1， 所以可以用近似公式计算： c(H+) =√Ka1×Ka2 = √4.2×10-7×5.6×10－11 = 4.85×10-9mol· L－1 【pH=8.31】 c(OH－)=Kw/c(H＋) =1.0×10-14/4.85×10-9= 2.1×10-6mol· L－1 c(HCO3-)≈c(NaHCO3) = 0.100mol· L－1 【略小于】
c(Na+)＞c(HCO3-)＞c(H2CO3)＞c(CO32-)＞c(OH－)＞c(H+) 2.1 0.1 4.85 1.15476 略＜0.1 1.15464 ×10-6 ×10-9 ×10－3 ×10－3