该弱酸在水中只是部分离解。它们解离后,发现它们的溶液达到平衡,并观察到同时存在的酸及其共轭碱。酸是可以提供水合氢离子(H +)或可以与一对电子形成共价键的分子或离子。
这些又可以按强度分类:强酸和弱酸。当谈到酸的强度时,这是衡量这些物质离子化程度的特性。即酸失去质子的能力或趋势。
解离HA + H2O↔A- + H3O +的弱酸的形态图
强酸是在水的存在下会完全解离的酸。即,溶解在水中的强酸的一摩尔将导致一摩尔H的分离+和共轭碱A的一摩尔- 。
什么是弱酸?
如上所述,弱酸是在水中部分解离的酸。大多数酸是弱酸,其特征是仅将少数氢原子释放到发现它们的溶液中。
当弱酸解离(或电离)时,就会发生化学平衡现象。这种现象是两种物质(即反应物和产物)都以不会随时间变化的浓度存在的状态。
当正向反应的速率等于逆向反应的速率时,会出现此状态。因此,这些浓度既不增加也不减少。
在弱酸中的“弱”分类与它的解离能力无关。如果少于100%的分子或离子在水溶液中不完全解离,则认为该酸弱。因此,弱酸之间也存在一定程度的离解,称为酸离解常数Ka。
酸越强,其Ka值越高。最强的弱酸是水合氢离子(H 3 O +),被认为是弱酸和强酸之间的边界。
弱酸解离
弱酸不完全电离;也就是说,如果该弱酸在通用溶液式中表示为HA,则在形成的水溶液中会存在大量未离解的HA。
弱酸按照解离时以下图案,其中H +是在这种情况下,水合氢离子,且A -表示酸的共轭碱。
弱酸的强度表示为平衡常数或解离百分比。如前所述,表达式Ka是酸的解离常数,它通过以下方式与平衡状态下的反应物和产物的浓度有关:
钾= /
Ka值越高,越有利于形成H +,溶液的pH值越低。弱酸的Ka在1.8×10 -16到55.5 之间变化。Ka小于1.8×10 -16的酸的强度比水弱。
用于测量酸强度的另一种方法是研究其解离百分比(α),其变化范围为0%<α<100%。定义为:
α= / +
与Ka不同,α不是常数,而是取决于其值。通常,α的值将随着α的值而增加。从这个意义上说,酸取决于它们的稀释程度而变得更强。
物产
有许多特性可以确定酸的强度,或多或少使其具有强度。这些特性包括极性和感应效应,原子半径和结合强度。
极性和感应效应
极性是指电子在一个键中的分布,键是一对电子在两个原子核之间共享的区域。
两个物种之间的电负性越相似,电子共享的等效性就越高;但是电负性越不同,一个分子比另一个分子花费的时间就越多。
氢是一种正电性元素,与氢结合的元素的电负性越高,所形成化合物的酸度越高。因此,如果酸出现在氢键与负电性更高的元素之间,则其强度会更高。
此外,感应效应意味着氢不需要为了使化合物增加酸度而直接附着在负电性元素上。因此,物质的某些异构体比其他异构体酸性更高,这取决于分子中原子的构型。
原子半径和结合强度
将氢结合到控制酸的原子上的键的强度是定义分子酸度的另一个重要因素。反过来,这取决于共享键的原子的大小。
对于称为HA的酸,其A原子的尺寸增加得越多,其键的强度下降的幅度就越大,因此该键将更容易断裂。这使分子更加酸性。
由于这个细节,原子半径较高的原子将受益于酸度,因为它们与氢的键强度会降低。
弱酸的例子
有大量的弱酸(大多数酸)。这些包括:
-亚硫酸(H 2 SO 3)。
-磷酸(H 3 PO 4)。
-亚硝酸(HNO 2)。
-氢氟酸(HF)。
-乙酸(CH 3 COOH)。
-碳酸(H 2 CO 3)。
-苯甲酸(C 6 H 5 COOH)。
参考文献
- 弱酸。(科幻)。取自en.wikipedia.org
- 基本生物化学。(科幻)。取自wiley.com
- CliffNotes。(科幻)。取自cliffsnotes.com
- 科学,F。(科幻)。滑铁卢大学。取自science.uwaterloo.ca
- Anne Marie Helmenstine,体育(中)。ThoughtCo。取自thoughtco.com