酸性查看源代码讨论查看历史
| 酸性 | |
|---|---|
酸性( Acidic )，是指一种物质在溶剂中能向其它物质提供质子的能力。在水溶液，25℃下，当pH<7时，溶液呈酸性。
基本简介
acidity
一般能使紫色石蕊变为红色等。常温下溶液的pH值在7以下时都呈酸性反应。pH值愈小，酸性愈强。
酸能与碱发生中和反应生成盐和水，以及能使酸碱指示剂变色、与活泼金属反应生成氢气,还有与某些盐发生复分解反应生成新酸和新盐的一类通性，称为酸的酸性。[1]
酸的通性
酸的通性 对于酸的定义，我们说电离时生成的阳离子全部都是H+。这里我们要特别注意的是"阳离子"、"全部"、"H+"几个关键字。下面我们以常见的硫酸和盐酸为例来说明酸的通性。[2] 酸的通性
盐 酸
硫 酸
与指示剂的变化
酸使紫色石蕊试液变红，使无色酚酞试液不变色
盐酸使紫色石蕊试液变红，
无色酚酞试液不变色
硫酸使紫色石蕊试液变红，
无色酚酞试液不变色
金属+酸→盐+氢气
Zn+2HCl=ZnCl2+H2↑
Zn+ H2SO4 =ZnSO4+H2↑
金属氧化物+酸→盐+水
Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O
Fe2O3+3H2SO4=Fe2(SO4)3+3H2O
碱+酸→盐+水
NaOH+HCl=NaCl+ H2O
Cu(OH)2+H2SO4= CuSO4+2H2O
盐+酸→另一种盐+另一种酸
AgNO3+HCl=AgCl↓+HNO3
BaCl2+H2SO4=BaSO4↓ +2HCl
注意:
(1)在'金属+酸→盐+氢气'中，酸通常指的是稀硫酸和稀盐酸，不能是浓硫酸或硝酸。因为浓硫酸或硝酸都有强氧化性，与金属反应时不能生成氢气而生成了水;金属是指在金属活动顺序表中排在'氢'前面的活泼金属，排在'氢'后的金属不能置换酸中的氢。
(2)通过金属跟酸的反应情况导出金属活动顺序表:
K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au
金属活动性由强逐渐减弱
金属活动性顺序中，金属位置越靠前，活动性越强，反应越剧烈，所需时间越短。
(3)浓硫酸具有吸水性，通常用它作为干燥剂。硫酸还具有脱水性，它对皮肤或衣服有很强的腐蚀性。稀释浓硫酸时一定要把浓硫酸沿着器壁慢慢地注入水里，并不断搅动，切不可把水倒进浓硫酸里，如果把水注入浓硫酸里，水的密度较小。
会浮在硫酸上面，溶解时放出的热会使水立刻沸腾，使硫酸液向四处飞溅，容易发生事故。
酸性强弱
H2FeO4(高铁酸)>HClO4(高氯酸)>HI(氢碘酸)>HBr(氢溴酸)>HCl(盐酸)>H2SO4(硫酸)>HNO3(硝酸)>HClO3(氯酸)(以上为强酸)
>H2C2O4(草酸)>H2SO3(亚硫酸)>H3PO4(磷酸)>CH3COCOOH(丙酮酸)>HNO2(亚硝酸)>HF(氢氟酸)>HCOOH(甲酸)>(以上为中强酸)
C3H6O3(乳酸)>C6H5COOH(苯甲酸)>CH2=CH-COOH(丙烯酸)>CH3COOH(醋酸)>C2H5COOH(丙酸)>C17H33COOH(油酸)>C17H35COOH(硬脂酸)>H2O·CO2(即H2CO3)(碳酸)>H2S(氢硫酸)>HClO(次氯酸)>H3BO3(硼酸)>H2SiO3 (偏硅酸)>C6H5OH(苯酚)
酸性常用该酸的标准溶液(I=0,温度25摄氏度，1标压，C=1.0 mol/L)的PKa表示，即酸度常数。
在弱酸中，应依照酸的解离常数来判断。(数值越小酸性越强)
HIO3 (碘酸)0.31 H2S2O3(硫代硫酸)0.6 H4P2O7 (焦磷酸)0.7 H2CrO4(铬酸)0.74 HSCN (硫氰酸)0.9 H3PO2 (次磷酸)1.23 H3PO3 (亚磷酸)1.43 H2SO3(亚硫酸)1.91 HClO2 (亚氯酸)1.95
H3PO4 (磷酸)2.18 H3AsO4(砷酸)2.21 HNO2 (亚硝酸)3.15 HF(氢氟酸)3.15 HCNO(异氰酸)3.48 H2CO3 (碳酸)3.60H2S(氢硫酸)7.02 HClO(次氯酸)7.53 HBrO (次溴酸)8.63 HCN (氢氰酸)9.21 H3BO3(硼酸)9.24 H3AsO3 (亚砷酸)9.29 H2SiO3 (偏硅酸)9.77 HIO (次碘酸)10.64 HAlO2 (偏铝酸)12.2
判断方法
1.不同元素的最高价含氧酸，成酸元素的非金属性越强，则酸性越强。如非金属性Cl>S>P>C>Si 则酸性:HClO4>H2SO4>H3PO4>H2CO3>H2SiO3
2.同种元素的不同价态含氧酸,元素的化合价越高，酸性越强。如酸性:HClO4>HClO3>HClO2>HClO,
H2SO4>H2SO3,
HNO3>HNO2,
H3PO4>H3PO3>H3PO2
3.同一主族元素，核电荷数越多，原子半径越大，氢化物酸性越强，如酸性:
HI>HBr>HCl>HF(弱酸)
4.非同一主族元素的无氧酸酸性，需靠记忆。如酸性:
HCl>HF>H2S
酸性最强的酸是什么酸
强酸碱溶液的Ph值分别趋向于0和14，但如果将该值作为标准来形容“强酸”是远远 不够的。魔酸（Magic acid）是最早发现的超强酸，称它有魔法是因为它能够分解蜡烛中的蜡。
魔酸是一种路易斯酸五氟化锑（SbF5）和一种质子酸氟硫酸（FSO3H）的混合物。目前已知最强的超强酸是氟锑酸（en:Fluoroantimonic acid），一种氢氟酸（HF）与五氟化锑（SbF5）的混合物。
强酸之中最强者是5价氟化锑溶解量为80%的氢氟酸。该种酸性溶液的酸性尚未测定，但即使稍弱的溶解量为50%的溶液酸度也比浓硫酸溶液强1018倍。超强酸是由两种或两种以上的含氟化合物组成的溶液。
比如氢氟酸和五氟化铅按1 ：0.3（摩尔比）混合时，它的酸性是浓硫酸的 1亿倍；按1 ：1混合时，它的酸性是浓硫酸的10亿倍。能溶解不溶于王水的高级烷烃蜡烛。
酸碱中和反应的实质是质子的传递反应。超酸是指酸性比普通无机酸强106~1010倍的酸。魔（HSO3F－SbF5）是已知最强的超酸，许多物质（如H2SO4）在魔酸中可获得质子（即质子化）。
在很长的一段时间内，人们认为王水就是酸中之王，是最强的酸了，因为即使是黄金，遇到王水也会像“泥牛入海”一样很快变的无影无踪。
直到有一天奥莱教授和他的学生偶然发现了一种奇特的溶液，人们才知道其实王水并不是最强的酸，还有比它强的酸，这就是超酸，又叫超强酸，超酸是指酸性比普通无机酸强10^6～10^10倍的酸。
它的发现非常有戏剧性：1966年圣诞前，奥莱教授的学生偶然将一支圣诞蜡烛放入到他们配置的混合酸液中，竟然惊奇的发现蜡烛溶解了，然后立即做出了酸性等一系列相关测试，发现蜡烛居然已经分解，溶液中没有任何蜡烛成分。
这如同将铁丢入酸中产生了氢气和酸化铁一般的化学反应，因此也发现了它们的酸性强的令人难以置信。
从成分上看，超强酸是由两种或两种以上的含氟化合物组成的溶液。比如氢氟酸和五氟化锑的混合等, 这些混合酸的均是比硫酸、盐酸；硝酸酸性强几百万倍，甚至几十亿倍的超强酸。
下面就以氢氟酸(HF)和五氟化锑(SbF5)的混合酸为实例，介绍一下超强酸。
氢氟酸(HF)和五氟化锑(sbF5)的混合酸也就是人们说的魔酸（magic acid)或魔术酸 ，魔酸（HSO3F－SbF5）是目前世界上已知最强的超酸，许多物质（如H2SO4）在魔酸中可获得质子（即质子化）。
当它们按1 ：0.3（摩尔比）混合时，它的酸性是浓硫酸的 1亿倍；按1： 1混合时，它的酸性是浓硫酸的10亿倍，而以0.2:1的摩尔比混合时酸度更能达到100%纯硫酸的10^9倍以上, 随着SbF5的比例增加酸度还能增强 。
它能轻易溶解不溶于王水的高级烷烃蜡烛。所以王水在它们面前只能是“小巫见大巫”。
魔酸目前在市场上也可以购买，但是它只是五氟化锑和氢氟酸按体积比1：1（注意：不是按照摩尔比）混合制成的混酸，其酸度只是无水硫酸的100倍，它的盛放只用聚四氟乙烯制的容器盛放，因为即使是玻璃也会被它溶解。
目前，超强酸在化学和化学工业上,极有应用价值，它既是无机及有机的质子化试剂，又是活性极高的催化剂。过去很多在普通环境下极难实现或根本无法实现的化学反应在超强酸环境中。却能异常顺利地完成。
而由于超强酸的酸性和腐蚀性强的出奇，所以过去一些极难或根本无法实现的化学反应，在超强酸的条件下便能顺利进行。比如正丁烷，在超强酸的作用下，可以发生碳氢键的断裂，生成氢气，也可以发生碳碳键的断裂，生成甲烷，还可以发生异构化生成异丁烷，这些都是普通酸做不到的。
可以预料，随着这些具有超常酸性和腐蚀性超强酸的相继问世，化学和化学工业将会迅速走进新时代