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强酸发表评论(0)编辑词条

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+]

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:

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。
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。
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。

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)

氟锑酸 HFSbF5
魔酸 FSO3HSbF5
碳硼烷酸 H(CHB11Cl11)
氟磺酸 FSO3H
三氟甲磺酸 CF3SO3H


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标签: 强酸 化学

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