化學性質
弱酸(weak acid ),是指在溶液中不完全電離的酸。如用常用HA去表示酸,那在水溶液中除了電離出質子H+外,仍有為數不少的HA在溶液當中。以下化學式可以表示這關係:
HA(aq)↔H(aq)+A(aq)
其溶液於平衡時,反應物及生成物的關係可用酸度係數(Ka)表示如下:
Ka=[H][A]/[HA]
Ka愈大(或是pKa值愈小),就代表有愈多的氫離子(H)生成,其pH值也就愈小。弱酸的Ka值大約在1.8×10 and 55.5之間,或是pKa值大於-1.76。因此,除了少數的酸被定義為強酸或超強酸外,大部分的酸均是弱酸。有機酸也是弱酸的重要一環,常見的家用弱有機酸包括醋內的乙酸,檸檬及不少生果內的檸檬酸等;無機酸當中如用作抗菌劑的硼酸,及用在汽水當中的碳酸和磷酸等。
注意
弱酸的電離要使用可逆號(二元、多元弱酸電離必須分步書寫),如:
HCO==H+HCO,HCO=H+CO-(可逆)
中學化學常見弱酸有:HSiO(偏矽酸)、HCN(氫氰酸)、HCO(碳酸)、HF(氫氟酸,較少見)、CHCOOH(也作CHO乙酸,又叫醋酸)、HS(氫硫酸)、HClO(次氯酸)、HNO(亞硝酸,較少見)、中學範圍內的所有的有機酸(中學不學習有機強酸)、HSO(亞硫酸)也為弱酸
附表2 常見弱酸、弱鹼的電離平衡常數(298.15K)
1. 弱酸的電離平衡常數
弱 酸 | 化學式 | K a | p K a | |
砷酸 | Arsenic | H 3 AsO 4 | K1 = 6.0 × 10 K2= 1.0 × 10 K3 = 3.2 × 10 | 2.22 7.00 11.49 |
亞砷酸 | Arsenous | H 3 AsO 3 | 6.6 × 10 | 9.18 |
硼酸* | Boric | H 3 BO 3 | 5.4 × 10 | 9.27 |
醋酸 | Acetic | CH 3 COOH | 1.75 × 10 | 4.76 |
檸檬酸 | Citric | H 3 C 6 H 5 O 7 | K1 = 7.4 × 10 K2= 1.7 × 10 K3 = 4.0 × 10 | 3.13 4.76 6.40 |
苯酚 | Phenol | C 6 H 5 OH | 1.0 × 10 | 10.00 |
甲酸 | formic | HCOOH | 1.8×10 | 3.75 |
草酸 | Oxalic | H 2 C 2 O 4 | K1 = 5.4 × 10 K2= 5.3 × 10 | 1.27 4.28 |
苯甲酸 | Benzoic | C 6 H 5 COOH | 6.3×10 | 4.20 |
碳酸 | Carbonic | H 2 CO 3 | K1 = 4.4 × 10 K2= 4.7 × 10 | 6.36 10.33 |
氰氫酸 | Hydrocyanic | HCN | 6.2 × 10 | 9.21 |
鉻酸 * | Chromic | H 2 CrO 4 | K1 = 1.8 × 10 K2= 3.2 × 10 | 0.74 6.49 |
氫氟酸 | Hydrofluoric | HF | 6.6 × 10 | 3.18 |
碘酸 | Iodic | HIO 3 | 1.6 × 10 | 0.80 |
疊氮酸 | Hydrazoic | HN 3 | 1.9 × 10 | 4.72 |
亞硝酸 | Nitrous | HNO2 | 7.2 × 10 | 3.14 |
過氧化氫 | Hydrogen Peroxide | H 2 O 2 | 2.2 × 10 | 11.66 |
次溴酸 | Hypobromous | HBrO | 2.5 × 10 | 8.60 |
次氯酸 | Hypochlorous | HClO | 2.9 × 10 | 7.54 |
次碘酸 | Hypoiodus | HIO | 2.3 × 10 | 10.64 |
磷酸 | Phosphoric | H 3 PO 4 | K1 = 7.1 × 10 K2= 6.3 × 10 K3 = 4.2 × 10 | 2.15 7.20 12.38 |
亞磷酸 | Phosphorous | H 3 PO 3 | K1 = 3.7 × 10 K2= 2.1 × 10 | 1.43 6.68 |
氫硫酸 | Hydrosulfuric | H 2 S | K1 = 1.0 × 10 K2= 1.0 × 10 | 7.00 19.00 |
亞硫酸 | Sulfurous | H 2 SO 3 | K1 = 1.3 × 10 K2= 6.2 × 10 | 1.89 7.21 |
** 碳酸的的濃度假定為[HCO] + [CO]之和.
弱 鹼 | 化學式 | K b | p K b | |
氨 | Ammonia | NH 3 | 1.8 × 10 | 4.74 |
苯胺 | Aniline | C 6 H 5 NH 2 | 7.4 × 10 | 9.13 |
二甲氨 | Dimethylamine | (CH 3 ) 2 NH | 5.9 × 10 | 3.23 |
肼(聯氨) | Hydrazine | NH 2 NH 2NH 2 NH 3 | K1 = 8.5 × 10 K2= 8.9 × 10 | 6.07 15.05 |
羥氨 | Hydroxylamine | NH 2 OH | 9.1 × 10 | 8.04 |
甲胺 | Methylamine | CH 3 NH 2 | 4.2 × 10 | 3.38 |
吡啶 | Pyridine | C 5 H 5 N | 1.5 × 10 | 8.82 |
三甲氨 | Trimethylamine | (CH 3 ) 3 N | 6.3 × 10 | 4.20 |