水溶液中离子平衡的哲学思辨

甘肃

(作者单位：甘肃省天水市田家炳中学)

对于物质世界的探索，人类从未停止并已发现了数以万计的物质并了解了其性质。化学在生命科学、空间科学、材料科学、环境科学、能源科学和信息科学等领域相互交叉、相互渗透、相互促进中协同发展，在解决人类社会发展中发挥着重要的作用。目前，普通高中开设的化学课程中，《化学反应原理》是重要的选择性必修模块，其主要讨论了化学反应的基本原理，包括化学反应速率、反应方向及反应的最大限度；电解质在水溶液中的行为；能量转化问题等。该教材内容丰富，规律性强，对学生认识和理解化学反应的本质起关键作用，更是学生形成科学思维的重要素材。

马克思主义哲学是更彻底的唯物主义，是唯物主义与辩证法结合的完美哲学体系，是关于世界观和方法论的科学体系。哲学和化学之间存在着必然的联系，每个哲学原理在化学中都能找到鲜活的例子，人教版《化学反应原理》未涉及用哲学思维讲解基本反应原理。

本文从马克思主义哲学视角，以人教版《化学反应原理》第三章“水溶液中的离子平衡”为例，从五个方面对电解质在水溶液中的行为进行了哲学解读，为师生提供一种全新的视角以便更好地理解电解质在水溶液中的变化规律，以期能够在教学中提升学生的科学思维能力。

一、电解质在水溶液中行为的哲学思辨

1.化学现象与化学本质——自然界的物质性

马克思主义唯物论认为物质是客观存在的，客观存在是它的唯一共性，人可以通过感官感知存在的物质，因此，唯物论揭示了物质的独立性和根源性。微粒观是化学研究的基本范畴，它充分反映了物质的组成，即原子是组成物质的最小微粒，分子是保持物质化学性质的最小粒子。物质可分为宏观物质和微观物质，宏观物质是微观物质的聚集体，而微观物质是宏观物质的组成单元，宏观物质给了世界的五彩缤纷，微观物质给了世界的复杂多变，因此，化学现象与化学本质，它们属于事物发展中现象和本质的哲学范畴。

大部分电解质在水溶液中会解离成阴阳离子，此过程伴随着能量的变化，常常表现为吸热或者放热，其本质为电解质解离成阴阳离子时吸收能量，阴阳离子与水分子结合成水合离子时释放能量，吸收和释放的能量不相等，导致溶液的温度发生变化。再如，人教版《化学反应原理》第三章第三节“盐类的水解”中，探究了NaCl、Na2CO3、(NH4)2SO4等盐溶液的酸碱性，发现盐溶液不都呈中性，然后通过探究得出了一些盐的水溶液不呈中性的结论，即由盐电离出的弱离子结合了水电离出的H+或者OH-，从而导致溶液中H+和OH-浓度不相等，使其盐溶液呈酸性或碱性。现象是本质的外在表现，本质是现象存在的根据，两者统一于化学反应的整个历程中。

2.化学反应进程与最大限度——物质的运动属性

唯物论认为运动是物质的固有属性，运动是绝对的，无条件的，永恒的，而静止是运动的特殊状态，是相对的，物质世界是物质绝对运动和相对静止的统一，是在时间上的延续和空间上的延伸。化学反应的本质是旧化学键的断裂和新化学键的生成，其特征是有新物质的生成并伴有能量的变化，且化学反应遵循质量守恒定律和能量守恒定律，因此，化学反应中物质发生了变化，其实质是原子在一定的时间内空间排列上发生了变化，能量的形式只是化学能与其他形式能量的相互转化。化学反应的快慢用化学反应速率表征，速率是运动状态的固有属性。当电解质在水溶液中达到溶解、电离或水解平衡状态时，物质则达到了限制条件下的时空相统一。例如，在纯水中加入少量的醋酸，起初醋酸解离成离子的速率大于离子结合成醋酸分子的速率，最后解离速率和结合速率相等，达到该条件下的相对稳定。一般情况下，化学反应都是从高能态到低能态、从有序态到无序态地自发进行。因此，化学变化的进程实质就是物质运动的过程，其反应结果也是物质运动的结果。

3.可逆过程——矛盾的对立统一性

4.与量有关的化学反应——质量互变规律

唯物辩证法认为物质是运动的，质量是物质固有的属性，质变和量变是物质运动的不同进程，一定范围内的量变不会引起质变，但量变是质变的前提，而质变是量的积累达到一定程度后的必然结果，质变又会引起新的量变。在酸碱中和滴定过程中，少量标准溶液的滴入不会引起溶液pH的大范围变化，但在滴定终点附近滴入少量的标准溶液就会引起溶液pH的突变；难溶电解质AgCl的溶液中，只有c(Ag+)·c(Cl-)>Ksp(AgCl)时，溶液中Ag+(aq)和Cl-(aq)反应，才会有AgCl固体析出；向NaHCO3溶液中逐滴滴入稀盐酸和将稀盐酸滴入NaHCO3溶液中，现象不同，原因是它们反应时相对量不同引起的。

5.科学实验与探究——辩证的实践认识论

实践是认识的基础、认识的来源、发展的动力，实践是检验真理的唯一标准，而认识对实践具有反作用，正确的认识对实践具有促进作用，而错误的认识对实践具有阻碍作用。化学是以实验为基础的一门自然学科，大量的物质结构、性质和规律都是在化学实验的基础上认识的结果，这些结果形成的化学理论正被人类利用并改善着人们的衣食住行。物质的结构、性质、规律是客观存在的真理，但其具有隐蔽性，只有通过实践才能发现真理，只有通过实践才能认识真理。真理是有条件的、相对的，离开前提条件则成为谬论。在高中教材中安排了大量的实验和科学探究，让学生通过实验认识化学反应的基本规律。例如人教版《化学反应原理》第三章第一节“弱电解质的电离”中，为了理解强弱电解质的概念，教材采用实验探究了相同浓度的盐酸和醋酸溶液分别与镁条反应的速率，同时测定了它们的pH。所有实验的安排，都是使学生通过实践发现和认识隐藏在现象中的真理，利用真理指导科学实践。

二、水溶液中的离子平衡与马克思主义哲学原理的内在联系

在中学化学中，水溶液中的离子平衡，指难溶电解质的溶解平衡、弱电解质的电离平衡和盐类的水解平衡。首先，三大平衡所涉及的物质都为电解质，这与辩证唯物论的基本观点具有一致性；其次，三大平衡的基本特征，可简称为“逆”“动”“等”“定”“变”，即三大平衡都为可逆过程，它们在一定条件下达到平衡时都为动态平衡并且正逆反应速率相等，平衡后体系中各组分恒定，不发生改变，若条件改变，旧平衡被破坏，重新达到新条件下的新平衡。三大平衡的基本特征不但体现了运动是物质的基本属性，也反映了矛盾伴随在物质变化的整个进程中，体现了事物发展过程中事物相互联系的辩证关系；再次，三大平衡是限制条件下的平衡，影响其平衡的因素有内因与外因，这恰恰体现了影响事物发展的主要矛盾和次要矛盾的辩证关系；最后，解决有关平衡问题的基本原理是勒夏特列原理，此原理是法国科学家勒夏特列经过反复试验，根据大量事实总结出来的经验规律，它适用于大部分平衡体系，但对于少数平衡体系是不适用的，这正反映了认识与实践的辩证关系，同时也体现了真理的条件性和具体性。

三、结语