偏鎢酸銨是一種重要的鎢酸鹽,其化學(xué)式通常表示為(NH?)?H?W??O???nH?O(n為結(jié)晶水?dāng)?shù)目,常見n為1或2)。從結(jié)構(gòu)來(lái)看,它屬于多金屬氧酸鹽中的“鎢簇合物”,其核心結(jié)構(gòu)由12個(gè)鎢氧八面體通過共享氧原子連接形成環(huán)狀或籠狀骨架,骨架間隙填充銨根離子和質(zhì)子化的水分子。

中鎢智造偏鎢酸銨圖片
這種多鎢酸根陰離子[H?W??O??]??的形成,本質(zhì)上是鎢酸(H?WO?)在酸性條件下聚合的產(chǎn)物。當(dāng)鎢酸鈉或鎢酸銨溶液在酸性環(huán)境中濃縮時(shí),鎢酸根離子(WO?2?)會(huì)逐步脫水聚合,最終形成穩(wěn)定的十二鎢酸根離子,再與銨根結(jié)合生成偏鎢酸銨。其結(jié)構(gòu)中的“偏”字,源于早期化學(xué)命名中對(duì)聚合態(tài)含氧酸鹽的習(xí)慣性稱謂(如偏磷酸、偏硼酸等),以區(qū)別于簡(jiǎn)單的正鹽(如正鎢酸銨(NH?)?WO?)。
偏鎢酸銨溶于水時(shí),會(huì)完全解離為NH??和[H?W??O??]??離子,其酸堿性由這兩種離子在水中的行為共同決定:
NH??是弱堿的共軛酸,在水中會(huì)發(fā)生水解反應(yīng),水解過程釋放H?,使溶液顯酸性。已知NH??H?O的電離常數(shù)1.8×10^?5,則NH??的水解常數(shù)約為5.6×10^?10。盡管水解常數(shù)較小,但在溶液中仍會(huì)貢獻(xiàn)一定濃度的H?。

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多鎢酸根離子[H?W??O??]??的結(jié)構(gòu)中包含兩個(gè)可解離的質(zhì)子(H?),可視為一種多元弱酸的酸根離子,在水中存在逐級(jí)電離平衡。由于多鎢酸的酸性較強(qiáng)(其共軛酸H?[H?W??O??]在水中易解離),[H?W??O??]??的電離傾向大于水解傾向,因此水解過程可忽略。
偏鎢酸銨水溶液中,NH??水解產(chǎn)生H?,[H?W??O??]??電離也產(chǎn)生H?,兩者的共同作用使溶液中H?濃度顯著高于OH?濃度,則表明偏鎢酸銨溶液的呈酸性。這一結(jié)論可通過以下邏輯進(jìn)一步驗(yàn)證:偏鎢酸銨的制備需在酸性條件下完成,其晶體結(jié)構(gòu)中的質(zhì)子(H?)本身就是酸性環(huán)境的產(chǎn)物,溶于水后易解離;多金屬氧酸鹽通常具有“質(zhì)子海綿”特性,但其陰離子骨架在水中的電離能力強(qiáng)于NH??的水解能力,因此酸性占主導(dǎo)。
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