酸
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碱 |
酸 的 定 义[编辑]
阿 伦尼乌斯酸 。指 的 是 溶解 于水时释放出 的 阳离子 全部 是 氢离子 (H+)的 化合 物 。参看 酸 碱电离理论。布 仑斯惕-劳里(Brønsted-Lowry)酸 。这种定 义认为能提供 质子的 粒子 是 酸 。参看 酸 碱质子 论。它比阿 伦尼乌斯的 定 义要广泛,因 为这种定义下的 酸 包含 了 不溶 于水的 物 质。路 易 斯酸。酸 被 定 义为电子的 接受 者 ,这是范围最 广泛的 定 义,因 为路易 斯酸碱不需要 氢或 氧的 存在 。参看 酸 碱电子 论。
酸 的 性 质[编辑]
- 其他
指示 劑 :
- H2SO4 + Ca → H2↑ + CaSO4
- H2SO4 + Mg → H2↑ + MgSO4
- H2SO4 + Fe → H2↑ + FeSO4
- H2SO4 + Zn → H2↑ + ZnSO4
- 2HCl + Ca → H2↑ + CaCl2
- 2HCl + Mg → H2↑ + MgCl2
- 2HCl + Fe → H2↑ + FeCl2
- 2HCl + Zn → H2↑ + ZnCl2
稀 酸 不 會 和 銅 、汞、銀 、鉑、金 等 金屬 反應 。稀 硝酸 和金 屬 的 反應 比較 特別 ,它會和 金屬 產 生 氧化還 原 反應 ,生成 一 氧化氮NO(無色 氣體 )而不會 產 生 氫氣(極 稀 的 硝酸 會 和金 屬 緩慢 反應 產 生 少量 的 氫氣这点至 今 仍未被 证实)。因 此在工業 中 很少用 硝酸 直接 與 金屬 接觸 製 備硝酸鹽 ,多 利用 置換 反應 製造 。要注意 的 是 金屬 單 質 鉛 Pb和 稀 酸 (特別 是 硫酸 H2SO4和 鹽酸 HCl)的 反應 中 ,基 於鉛的 活性 较低,起 初 反應 速度 十 分 緩慢 ,而這反應 還 會 在 很短時間 內停止 。因 為 氯化鉛 PbCl2和 硫酸 鉛 PbSO4也是不 水溶 性 的 固體 ,它會覆 蓋 在 金屬 鉛 表面 形成 保護 膜 阻止 了 金屬 鉛 與 酸 反應 ,而令該反應 逐漸停止 。- 鉀K
和 鈉Na由 於太過 活躍 ,會 和 水 產 生 危險 的 爆 炸性 反應 ,因 此工業 上 不 會 利用 此方 法 製 備鉀鹽和 鈉鹽。 - 鋁雖然也是
十 分 活躍 ,但 它一暴露 在 空氣 中 就會與 空氣 中 的 氧氣生成 緻密 氧化物 保護 膜 ,也會阻止 了 之 後 酸 和金 屬 鋁的 接觸 反應 ,所以 金屬 鋁不在 此列。鋁能夠與稀 的 強酸 (如稀鹽酸 ,稀 硫酸 等 )進行 反應 ,生成 氫氣和 相應 的 鋁鹽。在 常溫 下 ,鋁在濃 硝酸 和 濃 硫酸 中 被 鈍化 ,不 與 它們反應 ,所 以濃硝酸 是 用 鋁罐(可 維持 約 180小 時 )運輸 的 。
和 金属 氧化物 发生反 应,生成 鹽 和水
和 鹽 反應 (产生複 分解 反應 )
酸 +鹽 →新 鹽 +新 酸 (强酸 →弱酸 )- 碳酸盐 +
稀 酸 →盐 +二 氧化碳 +水 - Na2CO3 + 2HCl → 2NaCl + CO2 ↑+ H2O
- Na2CO3 + H2SO4 → Na2SO4 + CO2↑ + H2O
- CaCO3 + 2HCl → CaCl2 + CO2↑ + H2O
- CaCO3 + H2SO4 → CaSO4 + CO2↑ + H2O
和 碳酸氫鹽反應 生成 鹽 、二氧化碳和水
- 碳酸盐 +
酸 的 分 类[编辑]
按酸分子 是 否 含氧分 类[编辑]
依 电离氢离子 数 目 分 类[编辑]
- HCl → H+ + Cl −
- HNO3 → H+ + NO3−
- HNO2 → H+ + NO2−
- H2SO4 → 2H+ + SO42−
- H2SO3 → 2H+ + SO32−
- H2CO3 → 2H+ + CO32−
- H3PO4 → 3H+ + PO43−
- H8C6O7 → 3H+ + H5C6O73−
酸性 與 氫離子 的 關係 [编辑]
常 见的易 溶酸如H3PO4,在 溶液 中 电离产生H3O+:
- H3PO4 + H2O → H3O+ + H2PO4−
难溶
- H4SiO4 + H2O → H3O+ + H3SiO4−
电离产生
某 些酸如H3BO3,Al(OH)3,溶于水 的 分子 本身 不能 电离产生H+。它们作 为路 易 斯酸体 现酸性 ,即 ,与 水 电离产生的 OH-结合,释放水 电离产生的 H3O+参与 反 应,从而表 达出酸性 :
- H3BO3 + 2H2O → H3O+ + B(OH)4−
- Al(OH)3 + 2H2O → H3O+ + Al(OH)4−
纯水电离产生
濃 酸 的 危險 性 [编辑]
濃 酸 常 有 強烈 腐蝕 性 ,有 些还伴 有 其他特性 ,如具有 强 氧化性 和 脱水 能力 的 濃 硫酸 ,能 對 人體 造成 嚴重 的 化學 燒 傷 。濃 酸 的 特性 :
濃 氫氯酸 含35%氯化氫分子 ,濃度 約 為 11M,是 無色 液體 ,具 高度 揮發 性 和 腐蝕 性 。
濃 硝酸 含70%HNO3分子 ,濃度 約 為 16M,是 無色 液體 (但 很多時候 因 有 分解 反應 令 濃 硝酸 溶有紅 棕色的 二 氧化氮),具 高度 揮發 性 ,易 分解 出 有毒 的 二氧化氮氣體,硝酸 有 極 強 氧化性 ,因 此造成 極 強 腐蝕 性 。自我 分解 反應 如下:4 HNO3 → 2 H2O + 4 NO2 + O2
濃 硫酸 含98%硫酸 分子 ,濃度 約 為 18M,是 無色 油狀 液體 ,不具 揮發 性 ,但 具 極 強的 腐蝕 性 、氧化性 和 脫水 性 。
濃 酸 处理注意 事 项[编辑]
濃 酸 應 安 放 在 通風 櫃 中 。人手 處理 濃 酸 時 要 戴防護 手套 和 安全 眼鏡 。稀釋 濃 酸 時 ,是 要 慢慢地 把 濃 酸 加入 攪動中 大量 水中 而不能 相反 ,否 則 可 引致 沸騰 (突沸),水連 同 強酸 濺出可 引致 極大 的 危險 。若 被 強酸 濺到人體 ,应立即 用 大量 流 动的清水 沖 洗 傷口 至 少 10至 15分 钟,再 用 小 苏打(NaHCO3)溶液 冲洗,严重则要立 即 送 醫 治 理 。
強酸 [编辑]
- HA(aq) + H2O(l) → H3O+(aq) + A−(aq)
一般酸不會在水中完全離解,
- [HA] = [H+] = [A−];pH = −log[H+]
酸性 強度 的 判別 [编辑]
電 負 性 :在 同一 元素 周期 下 其共軛 鹼的 負 電 性 愈 高 ,它的酸度 就愈高 。原子 半徑 :原子 半徑 增加 ,其酸度 也會增加 。以氫氯酸 及氫碘酸 為 例 ,兩者 均 是 強酸 ,在 水中 均 會 電離 出 100%的 相應 離 子 。但 是 氫碘酸 的 酸度 比 氫氯酸 要 強 ,這是因 為 碘的原子 半徑 遠大 於氯的 原子 半徑 。帶 有 負 電荷 的 碘陰離 子 擁 有 較離散 的 電子 雲 ,因 此與質 子 (H+)的 吸力較弱,因 此,氫碘酸 電離 (去 質 子 化 )的 速度 更 快 (二者酸性的差別可在酸性更強的溶劑,如乙 酸 中 測 出 ,因 為 在 乙 酸 中 二者均只能部分電離而可體現出差別)。電荷 :電離 後 的 物質 愈 帶 有正 電荷 ,就愈高 酸度 。因 此中性 離 子 較陰離 子 容易 放出 質 子 ,陽 離 子 也比起 其他分子 均 具有 更 高 酸度 。
酸度 [编辑]
定 义
- 优势
酸度 的 数 值越大 说明溶液 酸性 越 强 ,符合 物理 定 义的语言习惯。取 对数的 是 无量 纲的 比 值,对数函数 返 回 值同样无量 纲,这符合 对数函数 的 特 点 。不 管 在任 何 温度 下 ,中性 的 溶液 AG永 远是0。与 此不同 的 是 ,习惯上 认定25摄氏度 的中 性 溶液 pH=7,其他温度 下 中性 溶液 的 pH都 不 是 7。
此外,AG
常見 強酸 [编辑]
(
高 氯酸HClO4- 氫碘
酸 HI - 氫溴
酸 HBr 鹽酸 HCl硫酸 H2SO4(Ka1/只 限 於第一 酸度 係數 )硝酸 HNO3水 合 氫離子 H3O+或 H+。為 方便 起 見 ,通常 會 以H+取 代 H3O+。但 要注意 的 是 ,單獨 而孤立 的 質 子 在 帶 有 極性 的 水中 不可能 存在 ,而是常 與 水分 子 的 其中一 對 孤 偶電子 對 結合 。這使在 水 合 氫離子中 的 氧的形式 電荷 為 +1。一 些化學 家 將 氯酸(HClO3),溴酸(HBrO3),高 溴酸(HBrO4),碘酸(HIO3),和 高 碘酸(HIO4)也列為 強酸 ,但 是 沒 有 被 公認 。
超 強酸 [编辑]
- 氟銻
酸 HFSbF5 (1990) (pKa值= -28) 魔 酸 FSO3HSbF5 (1974) (pKa值= -25)- 碳硼烷酸H(CHB11Cl11) (1969) (pKa值= -18.0)
- 氟磺
酸 FSO3H (1944) (pKa值=-15.6) 三 氟甲磺酸CF3SO3H (1940) (pKa值=-14.6)固體 超 強酸 SbF5-SiO2-Al2O3,SbF5-TiO2-SiO2 (pKa值= = -13.75 ~ -14.52)高 氯酸 (pKa值=-13)純 硫酸 (pKa值=-11.93)
酸 的 制 备[编辑]
酸 和 盐的复分解 反 应,生成 新 酸 和 新 盐酸性 氧化物 和水 的 化合 反 应非金属 单质和 氢的化合 反 应
常見 的 無機 酸 [编辑]
食物 中 的 酸 [编辑]
參考 [编辑]
- ^ Christopher A. Reed. Carborane acids. New "strong yet gentle" acids for organic and inorganic chemistry (PDF). Chem. Commun.: 1669–1677. [2008-05-03]. doi:10.1039/b415425h. (
原始 内容 (Full article (reprint))存 档于2020-05-11). - ^ Strachan, John. A deadly rinse: The dangers of hydrofluoric acid. Professional Carwashing & Detailing. January 1999 [2008-04-30]. (
原始 内容 存 档于2008-04-09). - ^ Why Not Replace pH and pOH by Just One Real Acidity Grade, AG? (页面
存 档备份,存 于互联网档案 馆) - Journal of Chemical Education July 1999 Vol. 76 No. 7 p. 892