碳酸钠($Na_2CO_3$)和碳酸氢钠($NaHCO_3$)均为强碱弱酸盐,其碱性差异主要源于酸根离子的水解程度不同。以下是具体分析:
碳酸钠
碳酸根离子($CO_3^{2-}$)水解反应为:
$$CO_3^{2-} + H_2O leftrightarrow HCO_3^- + OH^-$$
该反应生成碳酸氢根离子和氢氧根离子,进一步水解:
$$HCO_3^- + H_2O leftrightarrow H_2CO_3 + OH^-$$
通过两步水解过程,碳酸钠溶液中氢氧根离子浓度较高,碱性更强。
碳酸氢钠
碳酸氢根离子($HCO_3^-$)水解反应为:
$$HCO_3^- + H_2O leftrightarrow H_2CO_3 + OH^-$$
该反应仅进行一步水解,氢氧根离子生成量较少,碱性较弱。
碳酸钠 :
溶液pH值高达12,属于强碱性;
水解程度是碳酸氢钠的两倍,氢氧根离子浓度显着更高。- 碳酸氢钠 :
溶液pH值约为11,呈弱碱性;
水解程度较低,氢氧根离子浓度较少。
碳酸钠 :
因碱性过强,不可直接用作胃酸中和剂,常用于玻璃制造、纺织印染等工业领域。- 碳酸氢钠 :
碱性较弱,且水解产生的碳酸氢根离子可中和胃酸,是常见的食品膨松剂和抗酸药。
碳酸钠因碳酸根离子水解程度大于碳酸氢根离子,碱性显着强于碳酸氢钠。两者pH值差异(12 vs 11)和用途差异(强碱工业用,弱碱食品用)进一步印证了这一结论。