酸的強度

化學原理啟迪161

1.      酸的強度大小，依據它游離反應的平衡位置而定：

HA(aq)+ H2O(l)→H3O⁺(aq)+A^－(aq)

2.      強酸就是讓平衡位置大幅往右移動的反應。這代表達到平衡時，幾乎所有的HA都游離掉了。酸的強度和共軛鹼的強度，彼此有非常密切的關連。強酸會製造出弱鹼，而弱鹼對質子不太有吸引力。

3.      強酸這種酸，它的「共軛鹼」的鹼性比「水」弱。在強酸的反應系統中，是水分子競爭到「質子H⁺」。

4.      相反地，弱酸是平衡位置大幅往左移動。原本在溶液裡的酸HA，在達到平衡之後，大部分都還在。也就是弱酸只有在溶液中解離一點點。跟強酸的狀況不一樣，弱酸的「共軛鹼」比「水」的鹼性強多了。

5.      在弱酸的系統，水分子不太能夠從共軛鹼身上奪走「質子H⁺」。弱酸產生比較強的共軛鹼。

表7.1

性質	強酸	弱酸
Ka值	Ka值大	Ka值小
解離後的平衡位置	大幅往右移	大幅往左移
質子H+平衡濃度與原始酸HA濃度相比	[H+]≒[HA]0	[H+]＜[HA]0
共軛鹼的鹼性跟水相比	共軛鹼A－的鍵性比水弱	共軛鹼A－的鍵性比水強

6.      常見的強酸有硫酸[H2SO4(aq)]、氯化氫/鹽酸[HCl](aq)]、硝酸[HNO3(aq)]和 過氯酸[HClO4(aq)]。

7.      硫酸是「雙質子酸diprotic acid」，這種酸有2個質子。硫酸H2SO4是強酸，幾乎100%游離於水中：

H2SO4(aq)→H⁺(aq)+HSO4^－(aq)

8.      「硫酸氫根離子HSO4^－」是弱酸

HSO4^－(aq)←→H⁺(aq)+SO4^2－(aq)

9.      大部分的酸是「含氧酸oxyacids」帶來酸性的「質子proton」是吸附在「氧O」原子上。以上所提的強酸，除了氯化氫以外都是如此。許多常見的弱酸，例如磷酸phosphoric acid（H3PO4），硝酸(HNO3)和次氯酸(HOCl)，它們都是氧化物。

10.  有機酸Organic acids，以1個「碳」為骨架，連接「羧基carboxyl group」：

 

這種酸通常是弱酸。例如「醋酸acetic acid(CH3COOH)」和「苯酸benzoic acid(C6H5COOH)」就是如此。

11.  有些重要的酸，「質子」黏在「氧」以外的原子。其中最常見的是「鹵化氫酸 HX」，其中X代表鹵素原子。

n   翻譯編寫Steven S. Zumdahl 《Chemical Principles》