一、化学-酸 电离时生成的阳离子全部是氢离子(H+)的化合物叫做酸,与碱(通常指味苦的、溶液能使特定指示剂变色的物质(如使石蕊变蓝,使酚酞变红等),其水溶液的PH值小于7。)[1] 酸是一类化合物的统称,分为无机酸和有机酸(有机酸是指一些具有酸性的有机化合物。最常见的有机酸是羧酸,其酸性源于羧基 (-COOH)。磺酸 (-SO3H)等也属于有机酸。 有机酸可与醇反应生成酯。) 。酸在化学中狭义的定义是:在水溶液中电离出的阳离子全部都是氢离子的化合物(比如H2SO4是酸,而NaHSO4不是)。此定义称为-{zh-hk:阿瑞尼士;zh-cn:阿仑尼乌斯}-(S. Arrhenius)酸。这类物质大部分易溶于水中,少部分,如:硅酸,难溶于水.酸的水溶液一般可导电,其导电性质与其在水中电离度有关,部分酸在水中以分子的形式存在,不导电;部分酸在水中离解为正负离子,可导电。较广义的定义,则认为反应中能提供质子的是酸,反之为碱,此定义称为布忍斯特(J. M. Bronsted)-罗瑞(T. M. Lowry)酸。另外还有被称为-{zh-hk:刘以士;zh-cn:路易斯}-(G. N. Lewis)酸的定义,定义酸为电子对的接受者,范围更为广泛。酸可以和碱进行中和作用(neutralization),生成水和盐 根据酸在水溶液中电离度的大小,有强酸和弱酸之分 ,一般认为,强酸在水溶液中完全电离,如盐酸、硝酸;弱酸在水溶液中部分电离,如乙酸、碳酸[1]。 比较酸的强度,可比较它们在一种碱中的离解常数。根据广义的定义,水就是一种碱,故对弱酸,比较在水中的离解常数即可。这叫“水的区分效应”。强酸之间的比较,不能用水,这叫水的“拉平效应”;不过可以使用更强的碱。像乙酸这样的弱酸,几乎不在水中电离,使水的区分效应不明显,可使用更强的碱。 含氧酸的命名:对于分子中只含一个成酸元素的简单含氧酸,将其较为常见的一种称某酸,其他含氧酸按成酸元素的氧化数较某酸高、低或有无过氧—O—O—结构而命名。例如氯酸HClO3(氯的氧化数为+5)、高氯酸HClO4(氧化数+7)、亚氯酸HClO2(氧化数为+3)、次氯酸 HClO(氧化数+1);又如HSO、 HSO8中含有—O—O—键,称过氧一硫酸、过氧二硫酸。两个简单含氧酸缩去一分子水后生成的酸称焦酸(或称一缩某酸),例如: 也有用重作词头来命名的,例如: 简单含氧酸脱去(全部)氢氧基而生成的基称醯基,如—SO—称硫醯基,CrOCl称铬醯氯。 若把含氧酸的化学式写成MO(OH)(M为金属),就可以根据 值来判断常见含氧酸的强弱: =0 极弱酸,如硼酸H3BO3
⒈化学性质
酸一般有腐蚀性。弱酸在水溶液中存在电离平衡如下: [HA]、[H+]、[A-]分别是HA、H+、A-的物质的量浓度,是弱酸HA的电离平衡常数。例如,298K时乙酸的电离常数为1.8×10-5,氢氟酸为7.2×10-4。电离平衡常数随弱电解质的浓度和温度有很小的变化。 在一定温度下,弱酸的电离度因溶液变稀而增大,如0.10、1.0×10-3、1.0×10-4乙酸的电离度分别为1.34、13.4、42%,无限稀释时完全电离。 多元弱酸的电离是分步进行的。例如,磷酸分三步电离,每步都有相应的电离平衡常数: 水是无机化合物极好的溶剂,离子能被水分子强烈吸引而稳定,酸中 H+是裸露的质子,直径为10-3皮米,能强烈地与水分子结合成H3O+。例如,水合高氯酸晶体HClO4•H2O实际上是由H3O+和ClO4¯组成,在水溶液中H3O+和其他三个水分子结合成H2O。目前常用H表示水溶液中的氢离子。 酸的通性: (1)跟指示剂反应 紫色石蕊试液遇酸变红色硝酸 无色酚酞试液遇酸不变色 (2)跟活泼金属起置换反应 酸 + 金属 = 盐 + 氢气 2HCl+Fe=FeCl2+H2↑ (3) 跟碱性氧化物反应 酸 + 碱性氧化物 → 盐+水 3H2SO4+Fe2O3=Fe2(SO4)3+3H2O (4)跟某些盐反应 酸 + 盐 → 新酸 + 新盐 H2SO4+BaCl2=2HCl+BaSO4 ↓ (5)跟碱起中和反应 酸 + 碱 → 盐 + 水 2HCl+Cu(OH)2=CuCl2+2H2O 像以上的 (3)(4)(5)反应中,都是两种化合物互相交换成分,生成新的两种化合物,我们把它叫做复分解反应。 复分解反应是有一定的要求的,要求反应物必须要溶于水,而且生成的产物中必须要有气体或沉淀或水(其中1个即可)。 注:若生成H2CO3必须写成H2O + CO2↑ 正如 Na2CO3 + 2HCl =2NaCl + H2O + CO2↑ 这里有气体生成,(也有水生成) BaCl2 + Na2SO4 =BaSO4↓ + 2NaCl 这里BaSO4是一种不溶于水的沉淀 NaCl能和硫酸反应,因为生成的HCl逸出使反应不断正向移动,此反应可用于实验室制取HCl气体。 但像CaCO3+HCl, 情况又不一样,敬请参考复分解反应的详细解答。这里不做展开。 所以,判断是否能和酸反应,可以以这个为一个参考依据。
⒉酸度(氢离子浓度指数,pH值)
1909年丹麦化学家S.P.L.索伦森建议用pH来表示[H+]。pH=-lg[H+]。 酸性 [H+]〉[OH-] pH〈7 中性 [H+]=[OH-] pH=7 碱性 [H+]〈[OH-] pH〉7 可用pH试纸或酸度计(pH计)来检测溶液的pH值。
⒊应用用途
酸的用途很广,许多工业和实验室都要用酸,常用的有硫酸、盐酸、硝酸。许多化学反应在水溶液中进行,pH值很重要。如将二氧化碳通入含Ca2+的溶液,能否得到碳酸钙沉淀,取决于溶液的pH值,某些反应须在恒定的pH值下进行,为此常用弱酸(碱)及其盐的溶液作缓冲溶液。正常人的血液pH=7.4(其中含有HCO和HCO、HPO和HPO),稍微变动就会生病。 3.酸与物质的反应 1.与金属反应:例如:盐酸与铁反应(Fe+2HCl=FeCl2+H2↑) 硫酸与锌反应(Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑)等活泼金属,生成盐和氢气。 2.与碱反应:发生中和反应,例如:氢氧化钠与盐酸反应(NaOH+HCl=NaCl+H2O) 氢氧化镁与硫酸反应( Mg(OH)2+H2SO4=MgSO4+2H2O)等,生成盐和水. 3.与盐反应:例如:氢氧化钙与碳酸钠反应(Ca(OH)2+Na2CO3=NaOH+CaCO3↓) 4.与氧化物(金属氧化物)反应:例如盐酸与氧化铁等,生成盐和水。
4.常见的酸的性质
①盐酸(氢氯酸)(HCl)大多数氯化物均溶于水,电位序在氢之前的金属及大多数金属氧化物和碳酸盐都可溶于盐酸中,另外,Cl—还具有一定的还原性,并且还可与很多金属离子生成配离子而利于试样的溶解。常用来溶解赤铁矿(Fe2O3)、辉锑矿(Sb2S3)、碳酸盐、软锰矿(MnO2)等样品。 ②硝酸(HNO3)具有较强的氧化性,几乎所有的硝酸盐都溶于水,除铂、金和某些稀有金属外,浓硝酸几乎能溶解所有的金属及其合金。铁、铝、铬等会被硝酸钝化,溶解时加入非氧化酸,如盐酸除去氧化膜即可很好的溶解。几乎所有的硫化物也都可被硝酸溶解,但应先加入盐酸,使硫以H2S的形式挥发出去,以免单质硫将试样裹包,影响分解。除此之外,硝酸还很不稳定,在加热或光照的条件下能够分解成水、二氧化氮和氧气,并且硝酸浓度越高,就越容易分解。硝酸还有强氧化性,它能跟一些金属、非金属及还原性物质反应,结果,氮元素化合价降低,变为二氧化氮或一氧化氮(浓硝酸与金属非金属等反应生成二氧化氮,稀硝酸则生成一氧化氮)。另外,硝酸还可与蛋白质反应,使之变黄。 ③硫酸(H2SO4)除钙、锶、钡、铅外,其它金属的硫酸盐都溶于水。热的浓硫酸具有很强的氧化性和脱水性,常用于分解铁、钴、镍等金属和铝、铍、锑、锰、钍、铀、钛等金属合金以及分解土壤等样品中的有机物等。硫酸的沸点较高(338℃),当硝酸、盐酸、氢氟酸等低沸点酸的阴离子对测定有干扰时,常加硫酸并蒸发至冒白雾(SO3)来驱除。酸雨破坏的树木 浓硫酸还有一些特殊性质: 『吸水性』浓硫酸可吸收物质表面的湿存水、结晶水合物中的结晶水和气态物质中的水蒸气。例如,将浓硫酸敞口放在空气中,它将会吸收空气中的水蒸气,结果浓度变低。并且放出大量的热。 『脱水性』浓硫酸能将某些有机物中的H、O元素以2:1的原子个数比脱出来,并生成水。 『强氧化性』浓硫酸能跟一些金属、非金属及还原性物质反应,结果,硫元素化合价降低,变为二氧化硫。 硫酸性质: 硫酸浓硫酸溶解时放出大量的热,因此浓硫酸稀释时应该“酸入水,沿器壁,慢慢倒,不断搅。” 若将浓硫酸中继续通入三氧化硫,则会产生"发烟"现象,这样含有SO3的硫酸称为"发烟硫酸"。 ④硒酸(H2SeO4)selenic acid 分子量: 144.9 白色六方柱晶体,极易吸潮。 熔点(℃): 58 沸点(℃): 260(分解)相对密度: 2.95 ×10^3kg/m3,易溶于水,不溶于氨水,溶于硫酸。 主要用途: 用作鉴别甲醇和乙醇的试剂,及硒盐制备。 吸湿性腐蚀性强。对眼睛、皮肤、粘膜和呼吸道有刺激作用。吸入、口服或经皮肤吸收中毒重者可致死。可引起化学性支气管炎、肺炎或肺水肿。慢性影响:可有头痛、眩晕、疲倦、食欲减退等表现。 不燃,具强腐蚀性、强刺激性,可致人体灼伤。具有强氧化性与强酸性(均强于硫酸)。其水溶液有腐蚀性和强烈的刺激性。 ⑤磷酸(H3PO4)磷酸根具有很强的配位能力,因此,几乎90%的矿石都能溶于磷酸。包括许多其它酸不溶的铬铁矿、钛铁矿、铌铁矿、金红石等,对于含有高碳、高铬、高钨的合金也能很好的溶解。单独使用磷酸溶解时,一般应控制在500~600℃、5min以内。若温度过高、时间过长,会析出焦磷酸盐难溶物、生成聚硅磷酸粘结于器皿底部,同时也腐蚀了玻璃。磷酸的性质: 一 物理性质 纯净的磷酸是无色晶体,熔点42.3摄氏度,高沸点酸,易溶于水。 市售磷酸试剂是粘稠的、不挥发的浓溶液,磷酸含量83-98%。 二 化学性质 磷酸是三元中强酸,分三步电离,不易挥发,不易分解,几乎没有氧化性。具有酸的通性 ⑥高氯酸(HClO4)热的、浓高氯酸具有很强的氧化性,能迅速溶解钢铁和各种铝合金。是酸性最强的酸。能将Cr、V、S等元素氧化成最高价态。高氯酸的沸点为203℃,蒸发至冒烟时,可驱除低沸点的酸,残渣易溶于水。高氯酸也常作为重量法中测定SiO2的脱水剂。使用HClO4时,应避免与有机物接触,以免发生爆炸。
这个说法有很多啊,最准确的说法是能提供氢离子结合氢氧根的就是酸,高中范围没有这么说,说不准。
能电离出氢离子就可以称作酸,所以水也可以说它是特殊的酸
你酸吗?