關於高中化學酸鹼知識

來源:文萃谷 2.45W

“強酸”這個概念是由丹麥化學家J. N. Bro ted和英國化學家T. M. Lowry提出的。他們把“酸”定義為 proton donor (質子,其實也就是H +的貢獻體)。根據他們的理論,強酸就被定義為 “an acid undergoes fully di ociation” (也就是可以自主完全分解的酸,比如1mol HCl在水中生成1 mol H+ 還有另外1 mol Cl?)。

關於高中化學酸鹼知識

簡單的説強酸就是在水溶液中完全電離的酸,弱酸就是在水溶液中部分電離的酸。硫酸,硒酸等多元強酸除外。現今強酸的判斷標準為其在水溶液中的電離常數,一般來説pKa<0(或=0)的為強酸(注:pKa 2左右為中強酸,7左右為弱酸。)

大部分強酸均是腐蝕性的,但當中亦有例外。例如超強酸當中的碳硼烷酸(H(CHB11Cl11),其酸性比硫酸高百萬倍,但卻完全不帶有腐蝕性;相反,弱酸當中的氫氟酸(HF)卻有很大的腐蝕性,而且能溶解極大部分的金屬氧化物,諸如玻璃及除了銥以外的所有金屬

除了通過計算pH值來衡量不同酸的強度外,觀察以下的性質也可以判別出不同類別的酸的強度:

同一主族內元素和氫氣化合形成的酸,由上到下隨非金屬性減弱而增強,例如:氯的非金屬性強於溴,鹽酸的酸性小於氫溴酸;同一元素的含氧酸,元素的化合價越高,該含氧酸酸性越強,比如硫酸酸性強於亞硫酸,高氯酸強於氯酸(HClO3);元素週期表中非金屬元素形成的高價含氧酸,由左到右酸性依次增強,例如磷酸酸性弱於硫酸,

硫酸弱於高氯酸

電負性:在同一元素週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。

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。

常見的強酸,這裏以中學階段出現的説明,大學中提到的強酸不説了,太多,也太複雜

1.鹽酸,分子式HCl。由氯氣和氫氣直接化合,生成氯化氫氣體,溶於水就是鹽酸,是常見的強酸,可以和比氫活潑的金屬反應,有腐蝕性,具有酸的通性,容易揮發。

2.硫酸,分子式H2SO4,三氧化硫溶於水形成硫酸,是常見的強酸,具有酸的通性;其中濃硫酸除了具有酸的通性外,還有具有強烈的吸水性,脱水性,氧化性

3.硝酸,分子式HNO3,二氧化氮或者五氧化二氮溶於水形成硝酸,是常見的強酸,具有酸的通性,另外硝酸具有很強的氧化性,是強氧化性酸,氧化性比濃硫酸強,不穩定,受熱分解,容易揮發。

這三者,是最常見的三大無機強酸,其中硫酸酸性最強,其次是

鹽酸,最後是硝酸。氧化性硝酸最強,常温下就能和除金,鉑銥等惰性金屬除外的所有金屬和碳,硫,磷等非金屬反應;其次是濃硫酸,氧化的物質和硝酸一樣,但是需要加熱,才能表現出強氧化性。鹽酸和稀硫酸氧化性弱,是普通的強酸

中學階段提到的酸:

高錳酸,強酸,有強氧化性

碳酸,弱酸,不穩定,容易分解

磷酸,中強酸,具有酸的通性

亞硫酸,中強酸,酸性強於磷酸

次氯酸,弱酸,有強氧化性,不穩定,容易分解

氯酸,強酸,酸性強於鹽酸,和硫酸相當,40度就開始分解,容易爆炸,氯酸鹽類,也容易分解爆炸

高氯酸,最強的無機單酸,酸性比硫酸強10倍,有氧化性,常温下有弱氧化性,受熱時候氧化性很強,強於硝酸

氫氟酸,中強酸,具有酸的通性,有很強的腐蝕性,能和大多數金屬反應,還能腐蝕玻璃,橡膠等有機物,有揮發性

氫溴酸,強酸,酸性和硫酸相當,有腐蝕性,有揮發性

氫碘酸,最強的不含氧無機單酸,酸性是硫酸的2.4倍,不穩定,容易分解,有揮發性

乙酸,分子式CH3COOH,有機弱酸,酸性強於碳酸,具有酸的.通性

甲酸,分子式HCOOH,有機弱酸,酸性強於乙酸,有腐蝕性,

具有酸的通性

草酸,分子式HOOC-COOH有機中強酸,酸性強於磷酸,和亞硫酸差不多,有較強的腐蝕性

氧化性酸:是指酸中除了氫、氧元素之外的中心元素在化學反應中表現出強氧化性,這個定義有點狹義,從廣義來説,所有的酸都有氧化性,都是氧化性酸,只不過氧化性強弱不同罷了

中學階段常見的氧化性酸,或者酸鹽

硝酸,不管是稀硝酸,還是濃硝酸都有強氧化性,濃硝酸的氧化性大於稀硝酸,可以氧化除金,鉑銥等貴金屬之外的所有金屬,和碳,磷,硫等非金屬

濃硫酸,必須是濃硫酸,稀硫酸則和鹽酸一樣,氧化性很弱,濃硫酸由於硫酸分子濃度很高,中心元素硫是最高價+6價,表現出強氧化性,氧化性弱於硝酸,常常需要加熱才能表現出強氧化性,和高氯酸很像

高錳酸鉀,高錳酸的鉀鹽,有很強的氧化性,氧化性強於硝酸,可以將鹽酸氧化成氯氣,硝酸,濃硫酸做不到

氯酸,氯酸鉀,有強氧化性,強於硝酸,弱於高錳酸鉀,容易爆炸分解

次氯酸,有強氧化性,但容易分解,氧化性強於硝酸,強於氯酸,強於高氯酸,弱於高錳酸

雙氧水,就是過氧化氫,強氧化性,容易分解,有較強的腐蝕性 中學階段,酸性排名:高氯酸,氫碘酸,氫溴酸(硫酸),氯酸,

鹽酸,硝酸,草酸,亞硫酸,磷酸,氫氟酸,甲酸,乙酸,碳酸,雙氧水

氧化性排名,這裏按實際氧化性,不按測試數值,比如雙氧水,如果看測試數值,氧化性是強於高錳酸鉀的,但是實際上由於雙氧水中的氧是中間價,卻會被高錳酸鉀氧化成氧氣

高錳酸鉀,次氯酸,雙氧水,氯酸,高氯酸,硝酸,濃硫酸,其他酸氧化性很弱,可以忽視。

綜上所述,廣義來説所有的酸均有氧化性,只是氧化性強弱不同,現在説氧化性酸,指的是有強氧化性的含氧酸;酸性強未必氧化性強,氧化性強未必酸性強,兩者有區別也有聯繫。

高中階段,最強的酸是高氯酸,酸性是硫酸的10倍,其次是氫碘酸,酸性是硫酸的2.5倍

高中階段氧化性最強的強酸是高錳酸,次氯酸的氧化性也很強,只是不穩定,以後到了大學,氧化性最強的酸是高鐵酸,還有人説高氙酸

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