强酸


强酸 （正體）

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酸碱化学
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强酸，是指在水溶液中完全电离的酸（硫酸这类多元酸不在此限），或以酸度系数的概念理解，则指pKa值 < −1.74的酸。这个值可以理解为在标准状况下，氢离子的浓度等同于加入强酸后的溶液浓度。

大部分强酸均是腐蚀性的，但当中亦有例外。例如超强酸当中的碳硼烷酸(H(CHB11Cl11)，其酸性比硫酸高百万倍，但却完全不带有腐蚀性[1]；相反，弱酸当中的氢氟酸（HF）却是高度腐蚀性，而且能溶解极大部分的金属氧化物，诸如玻璃及除了铱以外的所有金属[2]。

强酸在水溶液中完全离解的化学方程式如下所示：

HA(aq) → H+(aq) + A−(aq)

一般酸不会在水中完全离解，因此多以化学平衡而不是完全反应的形式表示，弱酸就是指不完全离解的酸。用酸度系数作为区别强酸与弱酸的作用并不明显（因为数值差距较难理解及不明显），因此用方程式去区别两者更为合理。

由于强酸在水溶液中完全离解，因此氢离子在水中的浓度等同于将该酸带到其他的溶液当中：

[HA] = [H+] = [A−]；pH = −log[H+]

目录

酸性强度的判别

除了透过计算pH值来衡量不同酸的强度外，透过观察以下的性质也可以判别出不同类别的酸的强度：

  1. 电负性：在同一元素周期下其共轭碱的负电性愈高，它的酸度就愈高。
  2. 原子半径：原子半径增加，其酸度也会增加。以氢氯酸及氢碘酸为例，两者均是强酸，在水中均会电离出100%的相应离子。但是氢碘酸的酸度比氢氯酸要强，这是因为碘的原子半径远大于氯的原子半径。带有负电荷的碘阴离子拥有较离散的电子云，因此与质子(H+)的吸力较弱，因此，氢碘酸电离（去质子化）的速度更快。
  3. 电荷：电离后的物质愈带有正电荷，就愈高酸度。因此中性离子较阴离子容易放出质子，阳离子也比起其他分子均具有更高酸度。

强酸

常见的强酸──硫酸的立体模型

常见强酸

(从最强到最弱)

  • 高氯酸 HClO4
  • 氢碘酸 HI
  • 氢溴酸 HBr
  • 氢氯酸 HCl
  • 硫酸 H2SO4 (Ka1/只限于第一酸度系数)
  • 硝酸 HNO3
  • 水合氢离子 H3O+ 或 H+。为方便起见，通常会以 H+取代H3O+。但要注意的是，单独而孤立的质子在带有极性的水中不可能存在，而是常与水分子的其中一对孤偶电子对结合。这使在水合氢离子中的氧的形式电荷为+1。
  • 一些化学家将氯酸(HClO3)，溴酸(HBrO3)，过溴酸 (HBrO4)，碘酸 (HIO3)，和过碘酸 (HIO4)也列为强酸，但是没有被公认。

超强酸

(从最强到最弱)

参见

参考文献

  1. ^ Christopher A. Reed．“Carborane acids. New "strong yet gentle" acids for organic and inorganic chemistry”(Full article (reprint))．Chem. Commun.2005：1669–1677．doi:10.1039/b415425h． 
  2. ^ Strachan, John（January, 1999）．“A deadly rinse: The dangers of hydrofluoric acid”．Professional Carwashing & Detailing．于2008-04-30查阅． 
  • Hill, John W., et al. "General Chemistry." 4th ed. New Jersey: Prentice Hall, 2005.

外部链接







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