化学如何巧学-36化学家如何逆转时间?
有个成语叫覆水难收,意思是一盆水泼在地上很容易,想让水再回到盆里可就难了。在物理和化学里,我们可以说泼水是不可逆的。你看试管破碎不可逆,蜡烛燃烧生成二氧化碳和水也不可逆。不过有一类过程其实是可以逆转的。上节课讲了把弱酸放进水里,会有一小部分弱酸发生电离,变成氢离子和酸根离子,剩下的弱酸不变,这就是一个可逆反应。
可逆反应只能进行到一定程度,进行到什么程度呢?有两个因素决定。第一个因素很好理解,那就是物质本身的属性。比如醋酸和碳酸都是弱酸,不过醋酸比碳酸要强一点,所以同样条件下,醋酸的电力就更加充分一点。第二个因素比较特殊,那就是我们可以通过改变环境来改变反应,进行什么程度?
怎么回事呢?拿水来举例,纯水里有这样一个反应,氢离子加氢氧根离子得到水。正常情况下,纯水里的氢离子和氢氧根离子很少,所以这个反应能往右边进行很多,也就是氢离子和氢氧根变成水,直到反应快到头才停下,这个时候严格来说反应还在进行,不过没有一个水分子电离,就有一对离子又结合成水,往右和往左的反应速度一样儿抵消了我们管这个状态叫抵达平衡。如果现在我们往水里加氢氧化钠,这时候溶液里已多出来了大量的氢氧根离子,原来的平衡就被打破了,氢氧根变多,反应向右的速度就变快了,而向左的速度没变,结果反应的平衡点就开始向右移动。氢氧根离子和氢离子的数量都开始减少,不过虽然氢氧根的数量多了,但氢离子本来就没有多少,现在一消耗就更少了,这么一来溶液就变成了碱性。
再来看第二个例子,往水里加碳酸氢钠。上节课说过,碳酸氢钠里的碳酸氢根会和氢离子反应,把氢离子消耗掉。氢离子少了,向右的反应速度就变慢了,而向左的速度不变,也就是说有更多的水分解成了氢离子和氢氧根离子,结果就是氢离子比原来少,而氢氧根离子比原来多,溶液也变成了碱性反应的平衡点向左移动。
你看,同样得到了碱性溶液,一开始往水里加的东西不同,就决定了反应方向不同……
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