有關(guān)酸堿溶液的酸堿性強弱的討論

【摘要】強酸強堿在水溶液中完全電離，其電離度是100%，屬強電解質(zhì)。但強酸由于表觀電離度不同，也有相對強弱之分。強堿由于晶格能，溶解度不同，也有相對強弱。這與強弱電解質(zhì)的劃分依據(jù)不同。

【關(guān)鍵詞】酸堿;酸堿性;電離度;表觀電離度;晶格能

一、強酸水溶液的酸性為什么也有強弱之分

我們知道酸的水溶液的酸性強弱與成酸元素的得電子能力有關(guān)，元素的得電子能力越強，其最高價氧化物對應(yīng)水化物的酸性越強。

例如:得電子能力:Cl>S>P>Si

水溶液酸性:HClO4>H2SO4>H3PO4>H2SiO3

HClO4、H2SO4為強酸，在水溶液中全部電離，H3PO4部分電離，為中強酸。硅酸為弱酸，不溶于水，電離度極小。所以在相同條件下，HClO4、H2SO4溶液中的H+濃度大于H3PO4，而H3PO4溶于水中的H+濃度大于H2SiO3。因此HClO4、H2SO4的酸性大于H3PO4，，而H3PO4，水溶液的酸性又大于H2SiO3，這是很容易理解的。但是HClO4和H2SO4均為強酸，均為強電解質(zhì)，就是說在水溶液中是完全電離的，從這個意義出發(fā)，在相同條件下強酸水溶液的酸性就不應(yīng)該有強弱之別。但是在中學(xué)化學(xué)中提到:高氯酸是已知酸中最強的一種酸。這說明強酸也是有強弱之別的。這是為什么呢?這可以用強電解質(zhì)的表觀電離度來解釋。

強電解質(zhì)在溶液中是全部電離的，其電離度是100%。但根據(jù)溶液導(dǎo)電性的實驗所測得的強電解質(zhì)在溶液中的電離度都小于100%。

這是什么原因?首先肯定強電解質(zhì)在水溶液中是完全電離的，但由于帶電離子間的相互作用，每個離子都被帶異號的離子包圍，形成離子氛，這樣離子在溶液中不完全自由。假如我們讓電流通過電解質(zhì)溶液，這時陽離子向陰極移動，而它周圍的陰離子卻要向陽極移動。這樣離子的運動速度顯然要比毫無牽掛的離子慢些，因此溶液的導(dǎo)電性就比理論低一些，產(chǎn)生一種電離不完全的假象。強電解質(zhì)的這種電離度，我們稱它為表觀電離度，它僅僅反映了溶液中離子間相互牽制作用的強弱程度。它和弱電解質(zhì)的電離度在意義上不同(弱電解質(zhì)的電離度表示了已電離分子占總分子數(shù)的百分?jǐn)?shù))

強酸盡管都是強電解質(zhì)，但由于它們電離所得到的質(zhì)子和酸根離子之間的相互牽制作用的強弱不同，使它們實際表現(xiàn)出來的電離度大小不同，從而使它們表現(xiàn)出來的酸性強弱是有差別的。

二、強堿水溶液的堿性為什么也有強弱之分

我們知道元素的失電子能力越強，其高價氧化物對應(yīng)水化物的堿性越強。

例如:失電子能力:Li

水溶液堿性:LiOH

但我們知道NaOH和KOH均為強電解質(zhì)，在溶液中全部電離。因此，當(dāng)二者的物質(zhì)的量濃度相同時，電離出的OH-濃度也應(yīng)相同，二者堿性強弱應(yīng)一樣。那么如何解釋堿性NaOH

無機化學(xué)(北師大等三校合編，第二版下冊)中指出:堿金屬、堿土金屬這二族氫氧化物堿性強弱的變化規(guī)律和在水中的溶解度變化規(guī)律是一致的。又說:為什堿金屬氫氧化物的堿性都特別強?這一方面由于它在水溶液中有較大的溶解度，可以得到濃度較大的溶液，另一方面它們在水溶液中幾乎全部電離，因而可以得到高濃度的OH-，因而堿性越強。書上又指出:堿金屬元素的氫氧化物的溶解度從上到下逐漸增大。其原因是:從上到下陽離子半徑逐漸增大，陰離子引力減小，晶格能減小，易被水拆開。

根據(jù)以上所述可知:比較KOH和NaOH堿性的大小，實際上是比較二者飽和溶液中OH-濃度的大小，因為離子半徑rK+>rNa+，氫氧化鉀晶格能小于氫氧化鈉，因此在相同條件下，KOH的溶解度較大，飽和溶液中OH-濃度也較大，所以堿性較強。

三、判斷不同酸的相對強弱的方法多種多樣，現(xiàn)將與中學(xué)教材內(nèi)容有關(guān)的方法小結(jié)如下:

1、根據(jù)得電子能力強弱判斷

一般非得電子能力越強的元素相應(yīng)的最高價含氧酸的酸性越強(F、O兩元素?zé)o含氧酸)。例如:得電子能力Cl>Br>I 所以酸性HClO4>HBrO4>HIO4

2、根據(jù)元素在周期表中的位置判斷

同周期元素:最高含氧酸的酸性從上到下逐漸增強，無氧酸的酸性也是從左到右逐漸增強。例如:H2S

同主族元素:同價態(tài)含氧酸的酸性從上到下逐漸增弱，無氧酸的酸性從上到下逐漸增強。例如:HClO4>HBrO4>HIO4HF

3、根據(jù)與金屬反應(yīng)的速率判斷

同溫下，同濃度的不同種酸與同一金屬反應(yīng)是(生成氫氣)，反應(yīng)越劇烈，速度越快，酸性越強。例如:1mol/l的鹽酸和醋酸，分別和體積、質(zhì)量、形狀相同的Zn粒反應(yīng)時，反應(yīng)開始時，鹽酸與Zn的反應(yīng)速率就快得多，鹽酸酸性強。

4、根據(jù)pH值，電離度、濃度的關(guān)系判斷

(1)同溫下，pH值(或[H+])相等的不同種酸，物質(zhì)的量濃度越大，酸性越弱。

(2)等pH值的不同酸，稀釋同倍時，pH值高者酸性強，pH值低者酸性弱。

(3)同溫下，同種濃度的酸，電離度大者酸性強。

四、關(guān)于酸的幾個不一定

1、“電離時生成的陽離子全部都是H+的化合物”不一定都是酸，例如:

中性

2、酸的元數(shù)不一定等于酸分子中氫原子數(shù)，例如:

在含氧酸分子中只有—OH上的氫才能電離出來，因此含氧酸的“元數(shù)”等于其分子中與中心原子相連的—OH的數(shù)目。