關於碳酸鈉溶液？

01-01

高中化學知識，我們知道在碳酸鈉溶液里，碳酸根存在兩步水解產生碳酸分子，所以溶液里的微粒包括水分子、氫離子、氫氧根、鈉離子、碳酸根、碳酸氫根和碳酸分子。以上是高中化學講到的，下面是我的問題
1. 碳酸分子在水溶液里又存在一個分解反應平衡，產生水和二氧化碳分子（溶解態）。那麼為什麼不考慮此時溶液里也存在二氧化碳分子呢？
2. 根據溶解平衡，二氧化碳（溶解態）又會與二氧化碳（氣態）存在一個相平衡。那麼對溶液加熱，相平衡向產生氣體方向移動，同時帶動水解平衡正移，水解程度加深（也符合「越熱越水解」的規律）。但是，我的問題是，此時會有二氧化碳氣體逸出嗎？

即加熱碳酸鈉溶液，有二氧化碳逸出？
謝謝~

1. 沒錯。

2. 如果大氣中沒有CO2，那麼理論上不需要加熱，碳酸鈉就會自動分解。

3. 實際情況下，請自行通過平衡常數計算穩態下H2CO3的濃度，再結合CO2的溶解平衡得出真正會析出的CO2的量。這個量應該是非常小的。

對於第1個問題，如果要考慮溶解在水中的二氧化碳，而且空氣中的二氧化碳能持續溶解進溶液中的話，碳酸鈉溶液會變成碳酸氫鈉溶液，（當然，這個要等很一段時間）；如果只考慮溶劑水中的二氧化碳，不考慮空氣中二氧化碳持續溶解，二氧化碳量不好說，畢竟配溶液的水是蒸餾水，裡面二氧化碳不一定飽和了，而且就算飽和了也會被碳酸鈉反應掉，我算了一下，如果沒算錯的話，這點二氧化碳只能對結果產生不到1%的影響。

。所以顯然剛配的碳酸鈉溶液不用考慮溶液原有的二氧化碳。

對於第2個問題，算了一下，如果是在常溫下，0.1mol／L的碳酸鈉需要空氣中二氧化碳分壓降低到2E-5Pa，也就是占空氣的0.00000002%（計算時沒有考慮活度係數，估計會有4倍以內的誤差，數量級應該對得到）。沸騰狀態下，找不到二氧化碳溶解數據。不過顯然蒸干碳酸鈉得不到氫氧化鈉，所以二氧化碳沒有明顯地從碳酸鈉中分解出來。

這是方程式

你顧慮的是最後一個方程式

但是其實

第一個方程式的轉化率很低，我就姑且拿百分之一算，第二個也拿百分之一算

也就是我這裡有10000摩爾的碳酸根，能產出1摩爾的碳酸分子

最後一個方程式的轉化率也是不高的你說最後能有多少二氧化碳出來

平衡的移動，終究是少量的，是非常少量的，除非你猛加原料或者升很高的溫。

問題是這水100攝氏度就蒸發了，完全到不了這個條件，你要想讓平衡移動到能有二氧化碳出來的情況，是非常困難的。二氧化碳的量，可以忽略不計了。

總結起來一句話

你的老師沒跟你解釋清楚平衡移動，平衡移動是少量的，要是移動真那麼強，現在哪還有那麼多人天天研究催化劑啊....

（不願去查文獻了，具體數字不要太在意，當看看就行，我只是為了傳達平衡移動的概念罷了）

第一次回答，話語有點啰嗦，希望對題主有幫助。

之前幾個回答或是沒說清楚或是說的有點小問題。我這裡再來解答一下。

1.所有涉及到碳酸這個物種的計算，如K1、K2等碳酸的濃度都是以水中二氧化碳分子和碳酸根離子的總濃度計算的，而且其實碳酸根轉化為二氧化碳的反應是正向有利的。這在一定程度上也說明了碳酸的pK1為什麼都到6.3了，其實正常如果不計二氧化碳的話碳酸的PK1大概是3.9，比醋酸酸性是強的。所以你考慮溶液中含有二氧化碳分子是合理的，但是鑒於碳酸根經二元水解得到二氧化碳，總平衡常數數量級是10^-12，基本就可以忽略不計了。但是當計算碳酸氫鈉溶液時，碳酸的量就是不可忽略的了，這裡面的碳酸分子大部分都會以二氧化碳形式存在，高中生物在要控制二氧化碳分壓不變時，甚至都會用到碳酸氫鈉溶液。

2.由第一條可知，在碳酸鈉溶液中二氧化碳分子的數目很少，甚至都會吸收空氣中的二氧化碳分子。我認為在溶液中，加熱之後頂多是讓空氣中的二氧化碳分子少溶解一點，不會出現碳酸鈉分解這回事。因為你想由蓋斯定律，碳酸鈉直接分解和先溶解再分解是一樣的，固態碳酸鈉不會分解在溶液中也不會分解。（這話說的有點小問題，應該考慮氧化鈉變氫氧化鈉的偶聯，但考慮了也是不會分解。）

大概就是這些，題主要是有興趣可以找數據算算，但是如果僅僅面向高考的話就不用了。

1. 碳酸分子在水溶液里又存在一個分解反應平衡，產生水和二氧化碳分子（溶解態）。那麼為什麼不考慮此時溶液里也存在二氧化碳分子呢？——因為太少了，懶得考慮，就像酸液中的氫氧根一樣，除了特地考察這個問題之外，基本不會考慮。

2. 根據溶解平衡，二氧化碳（溶解態）又會與二氧化碳（氣態）存在一個相平衡。那麼對溶液加熱，相平衡向產生氣體方向移動，同時帶動水解平衡正移，水解程度加深（也符合「越熱越水解」的規律）。但是，我的問題是，此時會有二氧化碳氣體逸出嗎？

即加熱碳酸鈉溶液，有二氧化碳逸出？——這個需要計算，要根據碳酸鈉的濃度進行具體分析。然而由於水解比較微弱，加上空氣中的二氧化碳的量其實不少，氣體的逸出即便存在，也是有限的。由於加熱溫度限制，常壓下100攝氏度下碳酸鈉飽和溶液是否會有氣體逸出，仍然是一個需要計算才能確定的問題

你第一句話就說了，高中化學知識。高中化學裡面學生只要知道這個就足夠了。

你說的後面的具體問題那是大學裡面分析化學和物理化學的內容。

所以第1個問題其實就是因為對不同學歷的學生的要求不同而已。

第二個問題嘛，我沒有計算（我物化補考才過的），不過在溶液中，最高能加熱到的溫度是100℃，所以在計算是否會生成二氧化碳的時候，溫度參數只能到373K，在這個溫度下，溶液中的平衡時的二氧化碳會不會溢出就需要計算了。如果不是在水溶液中的話，固體碳酸鈉加熱到一定溫度也是會分解放出二氧化碳的。

從哲學上來說

抓主要矛盾

解釋太啰嗦不想看我只要答案系列

1對

2不會有二氧化碳溢出（我指的是穩定存在的狀態），至於為啥，看解釋

=======昏======割=====線==========

首先並不知道題主的學歷，可能高中生，也可能大學非化學專業，也可能摸魚，所以我盡量用高中化學解釋（我會告訴你大學我就沒學好嗎口亨

========再===割===一===次==========

1 溶液中到底有沒有二氧化碳，答案是肯定有，只不過它的含量可以小到忽略不計，在檢驗含量時，一般小於萬分之一的物質直接認為不存在，但是，這依然是人類主觀認為的結果，二氧化碳確實存在，只不過被忽略了

其次題主的想法是，二氧化碳來源於碳酸分解，那麼，碳酸根首先水解成碳酸氫根，碳酸氫根再水解成碳酸，碳酸還要再分解成二氧化碳，一步一步下來二氧化碳的物質的量是很低的

而且題主也提到了氣相中的二氧化碳，我覺得塞上膠塞搖一搖溶進去的二氧化碳沒準都比這個多

2 首先，水解是一個微弱的過程，加熱啊等等操作都是在水解的基礎上發生改變，其本質還是水解。就好像服用興奮劑能提高運動員成績，但是你想路邊隨便拉一個人磕點葯就跑的比專業運動員快是不可能的

然後我們來看，題主認為的水解過程當中到底發生了啥

碳酸根先和水電離出來的氫離子結合，於是有了碳酸氫根

碳酸氫根又和水電離出來的氫離子結合，於是有了碳酸

碳酸分解，於是有了二氧化碳和水

嗯⊙?⊙！沒毛病……但總覺得少了點啥

誒我去氫氧根你啥時候跟鈉離子搞在一起的

於是，一杯碳酸鈉溶液加熱後會變成氫氧化鈉溶液 exm ？？？

問題就在於題主只看到了方程式中存在的氫離子，而水電離出一份氫離子的同時也會有一份的氫氧根，反應中只消耗了氫離子，所以氫氧根就和鈉離子剩了下來，而這違背了強鹼制弱鹼的原理

實際上的情況是就算加熱到足量的碳酸產生並分解（水的沸點氣體溶解度啥的通通忽略），由於溶液中也有了足量的氫氧化鈉來吸收二氧化碳，所以，溶液又回到了原來的狀態，啥事都沒有

以上

理論上來說是會的，但是你要知道無論是水解還是電離都是非常微弱的，所以幾乎可以忽略。

溶液含有二氧化碳，由於濃度不大所以忽略不計了。你要說有也是對的。溶液中的二氧化碳和氣相中的存在平衡，加熱會促進平衡移動且減小二氧化碳溶解度。但影響很小。

第一個問題之所以會被提出，主要是因為高中的化學課程與實際數據距離較遠，更加抽象與理論化。

要知道，化學上的很多概念都是要落實到具體的實驗中的，這就需要保證那些常用的化學參數——像是溶解度或者Ka等——要具有易於測量的性質。所以，對於那些：

（1）經常共存的

（2）研究過程中不太在乎其細節機理的過程

研究人員會進行簡併。

像是溶劑化的CO2和H2CO3兩種物質，一方面，他們之間的平衡被認為總可以瞬間達到，或者說，一杯含有CO2的水，其中的H2CO3和CO2（a.q）每時每刻都處於平衡之中。這樣，兩者就可以看成一種東西；而另一方面，用常規儀器精確測量CO2和H2CO3的具體濃度是很麻煩的，多一個平衡過程在計算時也不方便。

所以，早期的分析化學家選擇把H2CO3和CO2整合進一個參數里，也就是我們現在常用的H2CO3第一級電離常數Ka1。分析化學中類似處理的物質不少，還有像是NH3，也一般不談水合氨，而是用NH3來表示。具體的可以翻翻分析化學上冊課本。

水中的Na2CO3能否在加熱條件下水解產生CO2。首先，實驗說明，是不可能的，沒人通過加熱純鹼得到燒鹼。

下面僅僅說說計算思路……懶得算也缺乏數據

這個問題實際上是在問，「一定溫度區間（水的沸點以下）內，碳酸根離子的累積Kb能否變得足夠大，以克服CO2在水中的溶解度溢出。」根據van"t Hoff等溫式：

△G=△Gθ+R*T*InQ

我們假設體系開始狀態為某一濃度的純鹼，末狀態為純鹼產生的CO2恰好溢出時，也就是水中CO2恰好飽和時，這樣始末狀態就確定了，△Gθ也就確定了。由於常溫到水沸點比較接近，所以認為△G也近似確定，這樣移項，得到T*InQ為一定值，酸鹼平衡可以瞬間建立，所以Q（濃度商）~K（平衡常數）。利用常溫下的數值，計算得到水沸點（Na2CO3帶來的升高忽略不計）下，K的理論值。根據Na2CO3的濃度和平衡常數，求出此時溶液中CO2的量x，與CO2在該溫度下的溶解度s對比。如果x&<&

除了上面比較智障的推算，這個過程但從動力學上考慮也是不切實際的，碳酸根兩級Kb的數量級分別在-4和-8左右，累積為-12，，意味著累積兩次有效碰撞的概率極低，遠遠小於經驗閾值-5，所以一般認為碳酸根水解至碳酸這個平衡是不能正向進行的。

這個問題困擾了我一整個初三暑假，我當時的問題是：加熱碳酸鈉溶液，是否會得到氫氧化鈉溶液和二氧化碳？

答案當然是否定的。

1.溶液里存不存在H2CO3？當然有，但是可以基本忽略不計。水解當然是存在的，然而產物是碳酸氫根而非碳酸，你可以想像，在pH＞10的溶液里，碳酸即使存在，也很快會被轉化為碳酸氫根。這個過程是快於H2CO3→CO2·H2O→CO2的。

2.極少量就極少量吧，只要發揚愚公移山的精神，燒它個幾年，會不會有一點點氫氧化鈉生成呢？恐怕也是不行的，眾所周知，空氣中含有一定量的二氧化碳，它們溶於你的溶液里，你千辛萬苦搞出來的氫氧化鈉又沒了。當然，你要是放在完全沒有二氧化碳的環境里，確實會有一定量的CO2產生，而且數量也算能檢測到。

3.把碳酸鈉換成碳酸氫鈉，會不會有二氧化碳呢？確實會，這是因為這裡水解產生碳酸數量明顯增加，按哲學的說法，量變引起質變，加熱碳酸氫鈉溶液產生的二氧化碳能夠被澄清的石灰水檢測出來，如果換成碳酸鈉溶液，便毫無現象。

1 確實有，不過要是擔心這回事，不如擔心組成隔壁老王的分子擴散到你身上。如果少到一定程度就可以忽略。

2 看液面表層氣體的二氧化碳濃度。真的十分低就一定會產生二氧化碳氣體。

出不來吧你得碳酸鈉晶體也不用減壓蒸發

畢竟水解才多大點常溫一級才10^-8左右

好好理解一下數字你就可以體會到多大一點了

起碼常壓下100攝氏度出不來