分辨效應

分辨效應

酸的強弱是通過給出質子的能力來判斷的。於是一方面要看酸自身的能力,另一方面又和鹼接受質子的能力有關。 比較 HClO4 , H2SO4 , HCl 和 HNO3 的強弱,若在 H2O 中 進行,由於 H2O 接受質子的能力所致,四者均完全電離,故比較不出強弱。若放到 HAc 中,由於 HAc 接受質子的能力比 H2O 弱得多,所以儘管四者給出質子的能力沒有變,但是在 HAc 中卻是部分電離。於是根據 Ka 的大小,可以比較其酸性的強弱。所以四者從強到弱依次是 HClO4 , H2SO4 , HCl , HNO3 。HAc 對四者有分辨效應, HAc 是四者的分辨試劑。  而 H2O 對四者有拉平效應, H2O 是四者的拉平試劑。

英文名稱:Identify effect

分辨效應

酸的強弱是通過給出質子的能力來判斷的。於是一方面要看酸自身的能力,另一方面又和鹼接受質子的能力有關。 比較 HClO4 , H2SO4 , HCl 和 HNO3 的強弱,若在 H2O 中 進行,由於 H2O 接受質子的能力所致,四者均完全電離,故比較不出強弱。若放到 HAc 中,由於 HAc 接受質子的能力比 H2O 弱得多,所以儘管四者給出質子的能力沒有變,但是在 HAc 中卻是部分電離。於是根據 Ka 的大小,可以比較其酸性的強弱。所以四者從強到弱依次是 HClO4 , H2SO4 , HCl , HNO3 。HAc 對四者有分辨效應, HAc 是四者的分辨試劑。
而 H2O 對四者有拉平效應, H2O 是四者的拉平試劑。
酸鹼的強弱
對於大多數的弱酸,H2O 是分辨試劑 ,可以根據它們在水中的電離平衡常數比較酸性的強弱。酸性次序如下:
HClO4
H2SO4 > H3O+ > HF > HAc > NH4+ > H2O > HS-
HCl
HNO3
在水中,Ka 可以體現出一種酸給出 H+ 的能力。例如 HAc ,
如何體現其共軛鹼 Ac- 接受 H+ 的能力呢 ? 其鹼式電離常數為 Kb。 但從水解平衡角度看,這個 Kb 正是 Kh 。 可見一對共軛酸鹼的 Ka , Kb 之間有如下關係:
Ka · Kb = Kw , Ka 和 Kb 之積為常數。
一對共軛酸鹼中,酸的 Ka 越大,則其共軛鹼的 Kb 越小,所以從酸性的次序就可以推出其共軛鹼的強度次序。
ClO4-
HSO4- < H2O < F- < Ac- < NH3 < OH- <
Cl-
NO3-
酸鹼反應中,質子總是從強酸向強鹼轉移,生成弱酸和弱鹼。 例如, HCl + H2O = H3O+ + Cl-
強酸 強鹼 弱酸 弱鹼
又如反應 HAc + H2O = H3O+ + Ac-
弱酸 弱鹼 強酸 強鹼
反應自發進行的方向是從右向左, 從強酸強鹼生成弱酸弱鹼。
HNO3 + H2O = H3O+ + NO3- 完全電離,在水中 比 H3O+ 更強的 HNO3 一定會和強鹼 H2O 反應,生成 H3O+ 和弱鹼 NO3- 。可以作出結論: 在水中能大量存在的最強的質子酸是 H3O+ 。同理,在水中能大量存在的最強的質子鹼是 OH- 。比 OH- 更強的鹼,如 將與 H2O 反應生成 OH-
酸鹼的質子理論也有局限性: 對於不含有質子的物質。

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