【碳酸钠的水解平衡常数表达式】在化学中，盐类的水解反应是理解溶液酸碱性的重要基础。其中，碳酸钠（Na₂CO₃）作为一种典型的强碱弱酸盐，在水中会发生水解反应，从而影响溶液的pH值。为了更深入地分析这一过程，我们需要了解其水解平衡常数的表达方式。

碳酸钠是一种由强碱（氢氧化钠）和弱酸（碳酸）组成的盐。当它溶解于水时，会离解为钠离子（Na⁺）和碳酸根离子（CO₃²⁻）。由于碳酸根离子来源于弱酸，它在水中会发生水解反应，生成碳酸氢根离子（HCO₃⁻）和氢氧根离子（OH⁻），从而使溶液呈现碱性。

水解反应的化学方程式如下：

$$ \text{CO}_3^{2-} + \text{H}_2\text{O} \rightleftharpoons \text{HCO}_3^- + \text{OH}^- $$

在这个过程中，碳酸根离子作为弱酸的共轭碱，与水发生反应，生成碳酸氢根和氢氧根。该反应的平衡常数称为水解平衡常数，通常用 $ K_h $ 表示。

根据化学平衡原理，水解平衡常数的表达式可以写为：

$$ K_h = \frac{[\text{HCO}_3^-][\text{OH}^-]}{[\text{CO}_3^{2-}]} $$

需要注意的是，碳酸钠的水解是一个分步进行的过程。由于碳酸是二元酸，其对应的碳酸根离子也会发生第二步水解，即：

$$ \text{HCO}_3^- + \text{H}_2\text{O} \rightleftharpoons \text{H}_2\text{CO}_3 + \text{OH}^- $$

但通常情况下，我们主要关注第一步水解，因为第二步的水解程度远小于第一步。

此外，水解平衡常数 $ K_h $ 与相应的酸解离常数 $ K_a $ 之间存在一定的关系。对于碳酸来说，其第一级解离常数为 $ K_{a1} $，第二级为 $ K_{a2} $。而碳酸根离子的水解常数 $ K_h $ 可以通过以下公式计算：

$$ K_h = \frac{K_w}{K_{a2}} $$

其中，$ K_w $ 是水的离子积，常温下约为 $ 1.0 \times 10^{-14} $。

因此，若已知碳酸的第二级解离常数 $ K_{a2} $，就可以计算出碳酸钠的水解平衡常数 $ K_h $，进而预测其水溶液的碱性强弱。

总结来说，碳酸钠的水解平衡常数表达式反映了其在水溶液中的水解行为，是研究其酸碱性质的重要工具。通过对该常数的理解，我们可以更好地掌握盐类在溶液中的行为及其对环境的影响。