用户名:dgqjj
Email:webmaster@dgqjj.com
注册时间:2012/4/8
最后登录:2022/2/11
老油条
发贴数:2432
积分:7404
更新:2013/12/6
|
1 #
单质子酸的化学特性概述 monoprotic acids
常见的单质子酸的Ka值:
公式 名称 Ka值
HSO4－ 硫酸氢根离子 1.2×10－2
HClO2 亚氯酸 1.2×10－2
HC2H2ClO2 单氯醋酸 1.35×10－3
HF 氢氟酸 7.2×10－4
HNO2 亚硝酸 4.0×10－4
HC2H3O2 醋酸 1.8×10－5
[Al(H2O)6]3+水基铝离子(Ⅲ)1.4×10－5
HOCl 次氯酸 3.5×10－8
HCN 氢氰酸 6.2×10－10
NH4+ 铵离子 5.6×10－10
HOC6H5 酚 1.6×10－10
上表是“单质子酸monoprotic acids”和它们的平衡常数Ka值。（酸性强度由下而上增强）特别留意表中没有列举出强酸。
1.像HCl这样的强酸分子被放到水中，解离的平衡位置会如何呢？
HCl(aq)←→H+(aq)+Cl－(aq)
2.由于平衡位置大幅地移往右边，所以，原本HCl的浓度几乎测不出来。这种情况让我们几乎无法精确地计算出Ka值；Ka=[H+][Cl－]/[HCl] 分母[HCl]数值非常小而且不确定。
3.【例题7.1】利用单质子酸的酸性强度表，判断这些碱的强度，并根据碱性强度来排列：H2O、F－、Cl－、NO2和CN－。
4.【解题】还记得前面的课文说，“水”的碱性，跟“强酸的共轭碱”相比是更强的碱，但是跟“弱酸的共轭碱”相比是更弱的碱。这个规则可达到下列的顺序：
Cl－＜H2O＜弱酸的共轭碱
弱碱——→强碱
5.其馀共轭碱的碱性强度大小，依据一个原则：酸的强度与它共轭碱的强度相反（酸的强度愈强，共轭碱的碱性愈弱，酸的强度愈弱，共轭碱的碱性愈强）。依照表的顺序
HF的Ka＞HNO2的Ka＞HCN的Ka
6.所以，这些酸的共轭碱，碱性强度顺序应该是
F－＜NO2－＜CN－
7.把以上判断出来的顺序整合起来，得到碱性强弱顺序
Cl－＜H2O＜F－＜NO2－＜CN－
翻译编写Steven S. Zumdahl 《Chemical Principles》
徐弘毅：
1.“单质子酸monoprotic acids”的平衡常数Ka值愈大，代表单质子酸愈容易吐出的质子，解离后的“质子浓度”与“共轭碱浓度”愈高，酸性较强。
2.但是，“氯化氢HCl”的情况特殊，“HCl”是强酸，溶解于水中几乎完全解离，造成原本“HCl”的浓度几乎测不出来，造成Ka值趋近于“零”。
3.虽然“HCl”的数值小到几乎测不出来，但是它的酸性比“硫酸氢根离子HSO1－”、“亚氯酸HClO2”、“单氯醋酸HC2H2ClO2”等等更酸。
4.“氯化氢HCl”的“共轭碱Cl－”和“水H2O”，谁的碱性比较强？“氯化氢HCl”溶于水几乎完全解离，解离之后的“共轭碱Cl－”完全没有能力跟“水”争夺“质子H+”，显示“水”的碱性比较强。
5.为什么酸的强度愈强，共轭碱的碱性愈弱，酸的强度愈弱，共轭碱的碱性愈强？
6.“酸acid”的强度愈强，代表它愈有能力解离出“质子H+”，“质子H+”被扮演碱性角色的“水H2O”夺走得愈多，“共轭碱”从“水H3O+”抢回“质子H+”的能力愈弱。
7.“氟离子F－”、“亚硝酸根离子NO2－”、“氰根离子CN－”谁的碱性比较强？
8.“氢氟酸HF”的平衡常数Ka值是7.2×10－4，数值最大，酸性最强；“亚硝酸HNO2”的平衡常数ka是4.0×10－4，数值居中，酸性居中；“氢氰酸HCN”的平衡常数Ka是6.2×10－10，数值最小，酸性最小。
9.所以，“氢氟酸HF”的共轭碱“氟离子F－”碱性最弱，“亚硝酸HNO2”的共轭碱“亚硝酸根离子NO2－”碱性稍强，“氢氰酸HCN”的共轭碱“氰根离子CN－”碱性最强。
10. 由于这些“酸”都没有完全解离，代表它们的“共轭碱”都有相当的能力从“水”手中抢回“质子”，所以，这些“共轭碱”的碱性都比“水”强。
11. 所以，碱性由弱而强的顺序是，Cl－＜H2O＜F－＜NO2－＜CN－。 |
|