弱酸是一類化學物質,其在水中只部分離解產生氫離子,其電離常數(shù)(Ka)小于0.0001(酸度系數(shù)pKa大于4)。這些物質的解離程度相對較低,與強酸相比,其水溶液中的氫離子濃度較低,pH值較高。在水溶液中存在動態(tài)電離平衡,遵循HA?H++A-的化學反應式,可通過Henderson-Hasselbalch方程描述其電離程度。
它們在水中形成的溶液呈酸性,但酸性較弱,pH 值通常在 3-6 之間。在水中弱酸的離解過程可以用化學平衡反應來描述,而且通常需要考慮平衡常數(shù)(酸解離常數(shù))來描述其解離程度。重要的一點是應該知道大多數(shù)的酸,在電離時,都涉及水分子與酸中離解出來的氫離子互相結合生成離子H?O的反應。水的濃度在反應中實際上可以認為是一個常數(shù)。
雖然相對于強酸而言,弱酸的危害通常較小,但在處理和使用時仍需要采取適當?shù)陌踩胧苑乐箍赡艿奈:Πl(fā)生。
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外,仍有為數(shù)不少的HA在溶液當中。以下化學式可以表示這關系:
其溶液于平衡時,反應物及生成物的關系可用酸的電離平衡常數(shù)(Ka)表示如下:
Ka愈大(或是pKa值愈小),就代表有愈多的氫離子()生成,其pH值也就愈小。弱酸的Ka值大約在10??~10?1?之間,或是pKa值大于4。因此,除了少數(shù)的酸被定義為強酸或氟銻磺酸外,大部分的酸均是弱酸。有機酸也是弱酸的重要一環(huán),常見的家用弱有機酸包括醋內的冰醋,綠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等。
Hendersor—Hasse!balch方程 弱酸在溶液中只有微弱的離解,酸與結合堿之間達到真正的平衡狀態(tài),若以HA代表弱酸,則
常見的弱酸
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:
,
中學化學常見弱酸有:(硅酸)、氫氰酸(氫酸)、(碳酸)、HF(氫氟酸,較少見)、(也作冰醋,又叫食用醋酸)、(硫化氫)、HClO(次氯酸)、(亞硝酸,較少見)、中學范圍內的所有的有機酸(中學不學習有機強酸)、HONC(雷酸)等。沒有特殊說明的,中強酸一律視為弱酸,所以(亞硫酸)為弱酸。
碳酸
碳酸()是一種二元弱酸,電離常數(shù)都很小。但也有認為其為中強酸,因為根據(jù)無機酸酸性強弱判斷式(OH)nROm可判斷其酸性與磷酸相似。在常溫、常壓下,二氧化碳飽和溶液的濃度約為0.033mol/L,pH為5.6,。
(,p代表取負常用對數(shù)。)飽和碳酸溶液(純,壓力為1 atm)的pH約為4,而在自然條件下含量是0.03%,溶解達到飽和時。這也是為什么定義酸雨為pH小于5.6的雨水的原因。要使pH達到 3.7,可以通過降溫,加壓(實際是提高濃度)來實現(xiàn)。
乙酸
乙酸,也叫食用醋酸(36%--38%)、乙酸(富馬酸氫鈉),化學式,是一種有機一元酸,為醋的運用主要成分。純的無水乙酸(冰醋酸)是無色的吸濕性固體,凝固點為,凝固后為無色晶體,其水溶液中呈弱酸性且蝕性強,蒸汽對眼和鼻有刺激性作用。
乙酸可用作酸度調節(jié)劑、酸化劑、腌漬劑、鮮味劑、香料等。它也是很好的抗微生物劑,這主要歸因于其可使pH降低至低于微生物最適生長所需的pH。冰醋是我國應用最早、使用最多的酸味劑,主要用于復合調味料、配制蠟、罐頭、干酪、果凍等。用于調味料時,可將乙酸加水稀釋至4%~5%溶液后,添加到各種調味料中應用。以醋的運用作為酸味劑,輔以純天然營養(yǎng)保健品制成的飲料稱為國際型第三代飲料。
次氯酸
次氯酸,一種氯元素的含氧酸,化學式為HClO,結構式H-O-Cl,其中氯元素的化合價為+1價,是氯元素的最低價含氧酸,但其氧化性在氯元素的含氧酸中很強,僅次于高氯酸。它僅存在于溶液中,濃溶液呈黃色,稀溶液無色,有非常刺鼻的、類似氯的氣味,而且極不穩(wěn)定,是一種很弱的酸,比碳酸弱,和硫化氫相當。次氯酸也有很強的漂白作用,它的鹽類可用做過氧化鈉和化學消毒劑。
次氯酸能氧化還原性物質,使有色布條、品紅褪色,并能使石蕊溶液變?yōu)闊o色液體。如:(強氧化劑制弱氧化劑,弱酸制強酸)
氫氟酸
氫氟[fú]酸(英文:Hydrofluoric Acid),化學式是HF,是氟化氫氣體的水溶液,清澈,無色、發(fā)煙的腐蝕性液體,有劇烈刺激性氣味。熔點-83.3℃,沸點19.54℃,閃點112.2℃,密度1.15g/cm3。易溶于水、乙醇,微溶于乙醚。具有極強的腐蝕性,能強烈地腐蝕金屬、玻璃和含硅的物體。如吸入蒸氣或接觸皮膚會造成難以治愈的灼傷。實驗室一般用螢石(主要成分為氟化鈣)和濃硫酸來制取,需要密封在塑料瓶中,并保存于陰涼處。
參考資料 >
弱酸.知網空間.2024-03-12
中國科學院重點實驗室.中國科學院化學研究所.2024-03-12
403 Forbidden.中國政府網.2024-03-12