碱土元素科学研究
研究IIA族元素化合物,同时研究一些理论物质,比如一价钡
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镁离子到底是弱碱还是强碱性离子

因为镁化合物在水中的离解程度普遍较低,导致氢氧化镁虽然是弱碱,但是溶于水的部分是完全电离的。这样的特性表明在水溶液中探究镁离子的酸碱性几乎不可能,例如硫酸镁应该是强酸弱碱盐,但是它的水溶液是中性的。这是因为由Ksp = 1.75×10-11可知镁离子水解平衡常数约为5.7×10-18,太小了!本来就不能显酸性。

所以现在只有一种方法了:将氯化镁和硫酸镁等镁的强酸盐熔化,再测氢离子的浓度。

中学阶段对强弱电解质的区分是按照其在水溶液中的电离能力来区分的,“完全电离”的就是强电解质,“部分电离”的就是弱电解质。其实,真正完全电离的是不存在的。


其实,电解质溶于水有一定的复杂性:离子是以水合的形式存在的,即存在离子水化能。离子的半径小、电荷较大,使离子的静电场力大,导致离子水化能较大,都会使化合物中离子形成共价键的倾向增大。这样,氢氧化镁在水溶液中存在两步电离,第一步就是不完全的,水溶液中存在少量的Mg(OH)+、氢氧化镁“分子”等。


这样看来,电解质在水中是否完全电离与离子的结构、水化能、温度、浓度等都有一定的关系,具有一定的相对性。


三、知乎见解


      强弱电解质实际上没有明确的界限,中学阶段也只是大致地给出一个经验规律。通常强弱电解质的区分确实是按照其在水溶液中的电离能力来区分的,但如果以“完全电离”作为标准的话,那基本上是没有强电解质了。那么界限是百分之多少电离呢?


我们考虑氢氧化镁。查得镁在酸性(pH = 0)和碱性(pH = 14)条件下298 K时标准电极电势分别为 -2.372 V和 -2.690 V,由此可算得氢氧化镁Ksp为1.75×10-11,与网上查到的1.8×10-11相仿,饱和溶液pH约为10.5,也与实验值相同。假设氢氧化镁完全电离,则算得其溶解度为1.64×10-4 mol/L,即9.5×10-4 g,与网上查到的8.4×10-4 g(291 K)相近。如果由Ksp算得的溶解度与实验测得的溶解度相近,那么说明氢氧化镁是完全电离的,似乎氢氧化镁是强电解质就成立了。


但这里要注意一个问题:对弱电解质而言,浓度越小,电离度也越高。有没有可能是浓度低造成了其强电解质的假象呢?《无机化学丛书》给出了氢氧化镁第一离解常数值为2.58(大于0等于告诉我们它不是强电解质),接下来又说它是强电解质。我们进行一个简单的计算。假想一个pKa为2.6的弱酸溶于纯水,浓度为2×10-4 mol/L,则算得其电离度高达93%,与强电解质无异!这说明,即使氢氧化镁在其饱和浓度接近完全电离,也不能证明其是强电解质。


可能有人会说,硫酸镁溶液呈中性而不显酸性,说明它不是一个强酸弱碱盐。这也是站不住脚的。由Ksp = 1.75×10-11可知镁离子水解平衡常数约为5.7×10-18,太小了!本来就不能显酸性。


中学阶段判断强弱电解质还有另外一种方式,看熔融后的导电能力。可惜氢氧化镁三四百度就分解了,我们根本没机会看它熔融。


主动武器库被扒光之后,我们就只能相信书上的定性描述了。严宣申等《普通无机化学》(第二版):


Be(OH)2显示两性,Mg(OH)2为中强碱,其余MOH、M(OH)2均为强碱。

Ca(OH)2、Sr(OH)2、Ba(OH)2的第一步电离很完全,所以是强碱,Mg(OH)2的电离则是部分的,Ca(OH)2的Kb = 5.0×10-2,Ca(OH)+的Kb = 2.3×10-1。

综上,我的结论是,氢氧化镁是中强碱,不是强电解质,但在其饱和浓度下仍然接近完全电离,可以按强碱处理。










[修改于 6 个月前 - 2024/07/01 18:54:21]

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~~空空如也
粥粥
5个月23天前 IP:湖北
933675

熔盐里面哪来的氢离子,你怎么测?

粥粥
5个月23天前 IP:湖北
933677

这写的都什么?

1、

Ksp(Mg(OH)2)=5*10-4

Ksp(MgSO4)=2.2*10-2

你的Ksp到底指的是什么玩意?

2、

镁作为碱土金属,在成盐是基本都形成离子型化合物,“解离程度普遍较低”是怎么来的


御坂
5个月15天前 IP:湖北
934008

这种问题查一查pKb不就行了?没必要绕这么大弯子。

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空空如也

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