
【化】 quadribasic acid; tetrabasic acid; tetrahydric acid; tetraprotic acid
四元酸(Tetrabasic acid)在化学中指能解离出四个氢离子(H⁺)的多元酸分子。这类化合物在酸碱反应中表现出四质子供体的特性,其英文术语"tetrabasic"源于希腊语前缀"tetra-"(四)与拉丁词根"basis"(基础)的组合,强调其四阶解离能力。
从分子结构分析,四元酸通常含四个可解离的羟基(-OH)或羧酸基团(-COOH)。以乙二胺四乙酸(EDTA)为例,其分子结构包含四个羧酸基团,可在不同pH条件下逐步释放质子,形成H₄Y→H₃Y⁻→H₂Y²⁻→HY³⁻→Y⁴⁻的连续解离过程,对应的解离常数表达式为: $$ K_{a1} = frac{[H^+][H_3Y^-]}{[H4Y]} $$ $$ K{a2} = frac{[H^+][H_2Y^{2-}]}{[H_3Y^-]} $$ (依此类推至Kₐ₄)。
这类酸在工业与科研领域具有重要应用,包括金属离子螯合、缓冲溶液配制及高分子合成。国际纯粹与应用化学联合会(IUPAC)将其归类为"polyprotic acids with four dissociation steps",强调其多阶段解离特性。牛津化学词典(Oxford Dictionary of Chemistry)则特别指出,完全四元酸在理论上存在,但实际化合物多表现为分步不完全解离。
四元酸是指分子中与中心原子直接相连的羟基(-OH)数量为4的酸类化合物。其核心特征在于能够分步电离出4个氢离子,但需注意并非所有含4个H的酸都属于四元酸(例如某些酸中的H可能来自其他结构而非羟基)。
结构特点
中心原子(如硅、磷等)通过共价键连接4个羟基,例如原硅酸(H₄SiO₄)的硅原子周围有4个-OH基团。这种结构通常稳定性较低,易脱水形成更稳定的酸(如原硅酸脱水生成硅酸H₂SiO₃)。
电离特性
四元酸可进行四次电离,例如:
$$
H_4A rightleftharpoons H^+ + H_3A^-
H_3A^- rightleftharpoons H^+ + H_2A^{2-}
text{...(后续电离依此类推)}
$$
实例与特殊性
与其他酸的区分
需通过羟基数量而非总H数判断。例如,磷酸(H₃PO₄)含3个羟基,属于三元酸;硫酸(H₂SO₄)不含羟基H,属于二元酸。
如需进一步了解具体化合物的性质或反应机制,可参考化学专业教材或权威数据库。
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