「單質子酸monoprotic acids」的平衡常數Ka值愈大,代表單質子酸愈容易吐出的質子,解離後的「質子濃度」與「共軛鹼濃度」愈高,酸性較強。
化學原理啟迪163
研析心得:
1. 「單質子酸monoprotic acids」的平衡常數Ka值愈大,代表單質子酸愈容易吐出的質子,解離後的「質子濃度」與「共軛鹼濃度」愈高,酸性較強。
2. 但是,「氯化氫HCl」的情況特殊,「HCl」是強酸,溶解於水中幾乎完全解離,造成原本「HCl」的濃度幾乎測不出來,造成Ka值趨近於「零」。
3. 雖然「HCl」的數值小到幾乎測不出來,但是它的酸性比「硫酸氫根離子HSO1-」、「亞氯酸HClO2」、「單氯醋酸HC2H2ClO2」等等更酸。
4. 「氯化氫HCl」的「共軛鹼Cl-」和「水H2O」,誰的鹼性比較強?「氯化氫HCl」溶於水幾乎完全解離,解離之後的「共軛鹼Cl-」完全沒有能力跟「水」爭奪「質子H+」,顯示「水」的鹼性比較強。
5. 為什麼酸的強度愈強,共軛鹼的鹼性愈弱,酸的強度愈弱,共軛鹼的鹼性愈強?
6. 「酸acid」的強度愈強,代表它愈有能力解離出「質子H+」,「質子H+」被扮演鹼性角色的「水H2O」奪走得愈多,「共軛鹼」從「水H3O+」搶回「質子H+」的能力愈弱。
7. 「氟離子F-」、「亞硝酸根離子NO2-」、「氰根離子CN-」誰的鹼性比較強?
8. 「氫氟酸HF」的平衡常數Ka值是7.2×10-4,數值最大,酸性最強;「亞硝酸HNO2」的平衡常數ka是4.0×10-4,數值居中,酸性居中;「氫氰酸HCN」的平衡常數Ka是6.2×10-10,數值最小,酸性最小。
9. 所以,「氫氟酸HF」的共軛鹼「氟離子F-」鹼性最弱,「亞硝酸HNO2」的共軛鹼「亞硝酸根離子NO2-」鹼性稍強,「氫氰酸HCN」的共軛鹼「氰根離子CN-」鹼性最強。
10. 由於這些「酸」都沒有完全解離,代表它們的「共軛鹼」都有相當的能力從「水」手中搶回「質子」,所以,這些「共軛鹼」的鹼性都比「水」強。
11. 所以,鹼性由弱而強的順序是,Cl-<H2O<F-<NO2-<CN-。
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