偏鎢酸銨溶液為什麼呈酸性？

偏鎢酸銨是一種重要的鎢酸鹽，其化學式通常表示為(NH₄)₆H₂W₁₂O₄₀・nH₂O（n為結晶水數目，常見n為1或2）。從結構來看，它屬於多金屬氧酸鹽中的“鎢簇合物”，其核心結構由12個鎢氧八面體通過共用氧原子連接形成環狀或籠狀骨架，骨架間隙填充銨根離子和質子化的水分子。

這種多鎢酸根陰離子[H₂W₁₂O₄₀]⁶⁻的形成，本質上是鎢酸（H₂WO₄）在酸性條件下聚合的產物。當鎢酸鈉或鎢酸銨溶液在酸性環境中濃縮時，鎢酸根離子（WO₄²⁻）會逐步脫水聚合，最終形成穩定的十二鎢酸根離子，再與銨根結合生成偏鎢酸銨。其結構中的“偏”字，源於早期化學命名中對聚合態含氧酸鹽的習慣性稱謂（如偏磷酸、偏硼酸等），以區別於簡單的正鹽（如正鎢酸銨(NH₄)₂WO₄）。

偏鎢酸銨溶于水時，會完全解離為NH₄⁺和[H₂W₁₂O₄₀]⁶⁻離子，其酸鹼性由這兩種離子在水中的行為共同決定：

NH₄⁺是弱鹼的共軛酸，在水中會發生水解反應，水解過程釋放H⁺，使溶液顯酸性。已知NH₃・H₂O的電離常數1.8×10^−5，則NH₄⁺的水解常數約為5.6×10^−10。儘管水解常數較小，但在溶液中仍會貢獻一定濃度的H⁺。

多鎢酸根離子[H₂W₁₂O₄₀]⁶⁻的結構中包含兩個可解離的質子（H⁺），可視為一種多元弱酸的酸根離子，在水中存在逐級電離平衡。由於多鎢酸的酸性較強（其共軛酸H₆[H₂W₁₂O₄₀]在水中易解離），[H₂W₁₂O₄₀]⁶⁻的電離傾向大於水解傾向，因此水解過程可忽略。

偏鎢酸銨水溶液中，NH₄⁺水解產生H⁺，[H₂W₁₂O₄₀]⁶⁻電離也產生H⁺，兩者的共同作用使溶液中H⁺濃度顯著高於OH⁻濃度，則表明偏鎢酸銨溶液的呈酸性。這一結論可通過以下邏輯進一步驗證：偏鎢酸銨的製備需在酸性條件下完成，其晶體結構中的質子（H⁺）本身就是酸性環境的產物，溶于水後易解離；多金屬氧酸鹽通常具有“質子海綿”特性，但其陰離子骨架在水中的電離能力強於NH₄⁺的水解能力，因此酸性占主導。

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