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老油條
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更新:2013/12/6
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單質(zhì)子酸的化學(xué)特性概述 monoprotic acids
常見(jiàn)的單質(zhì)子酸的Ka值:
公式 名稱 Ka值
HSO4－ 硫酸氫根離子 1.2×10－2
HClO2 亞氯酸 1.2×10－2
HC2H2ClO2 單氯醋酸 1.35×10－3
HF 氫氟酸 7.2×10－4
HNO2 亞硝酸 4.0×10－4
HC2H3O2 醋酸 1.8×10－5
[Al(H2O)6]3+水基鋁離子(Ⅲ)1.4×10－5
HOCl 次氯酸 3.5×10－8
HCN 氫氰酸 6.2×10－10
NH4+ 銨離子 5.6×10－10
HOC6H5 酚 1.6×10－10
上表是“單質(zhì)子酸monoprotic acids”和它們的平衡常數(shù)Ka值。（酸性強(qiáng)度由下而上增強(qiáng)）特別留意表中沒(méi)有列舉出強(qiáng)酸。
1.像HCl這樣的強(qiáng)酸分子被放到水中，解離的平衡位置會(huì)如何呢？
HCl(aq)←→H+(aq)+Cl－(aq)
2.由于平衡位置大幅地移往右邊，所以，原本HCl的濃度幾乎測(cè)不出來(lái)。這種情況讓我們幾乎無(wú)法精確地計(jì)算出Ka值；Ka=[H+][Cl－]/[HCl] 分母[HCl]數(shù)值非常小而且不確定。
3.【例題7.1】利用單質(zhì)子酸的酸性強(qiáng)度表，判斷這些堿的強(qiáng)度，并根據(jù)堿性強(qiáng)度來(lái)排列：H2O、F－、Cl－、NO2和CN－。
4.【解題】還記得前面的課文說(shuō)，“水”的堿性，跟“強(qiáng)酸的共軛堿”相比是更強(qiáng)的堿，但是跟“弱酸的共軛堿”相比是更弱的堿。這個(gè)規(guī)則可達(dá)到下列的順序：
Cl－＜H2O＜弱酸的共軛堿
弱堿——→強(qiáng)堿
5.其馀共軛堿的堿性強(qiáng)度大小，依據(jù)一個(gè)原則：酸的強(qiáng)度與它共軛堿的強(qiáng)度相反（酸的強(qiáng)度愈強(qiáng)，共軛堿的堿性愈弱，酸的強(qiáng)度愈弱，共軛堿的堿性愈強(qiáng)）。依照表的順序
HF的Ka＞HNO2的Ka＞HCN的Ka
6.所以，這些酸的共軛堿，堿性強(qiáng)度順序應(yīng)該是
F－＜NO2－＜CN－
7.把以上判斷出來(lái)的順序整合起來(lái)，得到堿性強(qiáng)弱順序
Cl－＜H2O＜F－＜NO2－＜CN－
翻譯編寫(xiě)Steven S. Zumdahl 《Chemical Principles》
徐弘毅：
1.“單質(zhì)子酸monoprotic acids”的平衡常數(shù)Ka值愈大，代表單質(zhì)子酸愈容易吐出的質(zhì)子，解離后的“質(zhì)子濃度”與“共軛堿濃度”愈高，酸性較強(qiáng)。
2.但是，“氯化氫HCl”的情況特殊，“HCl”是強(qiáng)酸，溶解于水中幾乎完全解離，造成原本“HCl”的濃度幾乎測(cè)不出來(lái)，造成Ka值趨近于“零”。
3.雖然“HCl”的數(shù)值小到幾乎測(cè)不出來(lái)，但是它的酸性比“硫酸氫根離子HSO1－”、“亞氯酸HClO2”、“單氯醋酸HC2H2ClO2”等等更酸。
4.“氯化氫HCl”的“共軛堿Cl－”和“水H2O”，誰(shuí)的堿性比較強(qiáng)？“氯化氫HCl”溶于水幾乎完全解離，解離之后的“共軛堿Cl－”完全沒(méi)有能力跟“水”爭(zhēng)奪“質(zhì)子H+”，顯示“水”的堿性比較強(qiáng)。
5.為什么酸的強(qiáng)度愈強(qiáng)，共軛堿的堿性愈弱，酸的強(qiáng)度愈弱，共軛堿的堿性愈強(qiáng)？
6.“酸acid”的強(qiáng)度愈強(qiáng)，代表它愈有能力解離出“質(zhì)子H+”，“質(zhì)子H+”被扮演堿性角色的“水H2O”奪走得愈多，“共軛堿”從“水H3O+”搶回“質(zhì)子H+”的能力愈弱。
7.“氟離子F－”、“亞硝酸根離子NO2－”、“氰根離子CN－”誰(shuí)的堿性比較強(qiáng)？
8.“氫氟酸HF”的平衡常數(shù)Ka值是7.2×10－4，數(shù)值最大，酸性最強(qiáng)；“亞硝酸HNO2”的平衡常數(shù)ka是4.0×10－4，數(shù)值居中，酸性居中；“氫氰酸HCN”的平衡常數(shù)Ka是6.2×10－10，數(shù)值最小，酸性最小。
9.所以，“氫氟酸HF”的共軛堿“氟離子F－”堿性最弱，“亞硝酸HNO2”的共軛堿“亞硝酸根離子NO2－”堿性稍強(qiáng)，“氫氰酸HCN”的共軛堿“氰根離子CN－”堿性最強(qiáng)。
10. 由于這些“酸”都沒(méi)有完全解離，代表它們的“共軛堿”都有相當(dāng)?shù)哪芰摹八笔种袚尰亍百|(zhì)子”，所以，這些“共軛堿”的堿性都比“水”強(qiáng)。
11. 所以，堿性由弱而強(qiáng)的順序是，Cl－＜H2O＜F－＜NO2－＜CN－。 |
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