酸强度英文解释翻译、酸强度的近义词、反义词、例句
英语翻译:
【机】 acid strength
分词翻译:
酸的英语翻译:
acerbity; ache; acid; grieved; pedantic; sour; tartness
【化】 acid
【医】 acidum
强度的英语翻译:
intension; intensity; strength
【计】 intensity
【化】 strength
【医】 intensity; strength
专业解析
在化学领域中,酸强度(Acid Strength)是指酸在水溶液中释放氢离子(H⁺)能力的强弱程度。它反映了酸分子解离(电离)成氢离子和其共轭碱的趋势大小。酸强度是酸的基本属性之一,与酸的浓度无关,主要取决于酸本身的分子结构和化学键特性。
核心概念解析:
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强酸与弱酸:
- 强酸(Strong Acid):在水溶液中几乎完全解离(接近100%),释放出所有可提供的H⁺离子。其解离常数Ka值非常大(通常Ka >> 1),pKa值非常小(通常pKa < 0)。常见的强酸包括盐酸(HCl)、硫酸(H₂SO₄的第一级解离)、硝酸(HNO₃)、高氯酸(HClO₄)等。
- 弱酸(Weak Acid):在水溶液中仅部分解离,大部分分子以未解离形式存在,与解离产生的离子(H⁺和其共轭碱)达成动态平衡。其解离常数Ka值较小(通常Ka < 1),pKa值较大(通常pKa > 0)。常见的弱酸包括醋酸(CH₃COOH)、碳酸(H₂CO₃)、氢氟酸(HF)、磷酸(H₃PO₄)等。
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衡量标准:
- 解离常数(Ka):这是定量描述酸强度的最直接指标。对于一元酸HA的解离反应:HA ⇌ H⁺ + A⁻,其解离常数Ka定义为:Ka = [H⁺][A⁻] / [HA]。Ka值越大,表示平衡时解离程度越高,酸强度越强。
- pKa值:pKa是Ka的负对数,即 pKa = -log₁₀ Ka。pKa值越小,表示酸强度越强。pKa值提供了一个更直观的比较尺度(例如,pKa=1的酸比pKa=5的酸强得多)。
影响酸强度的主要因素:
- 中心原子的电负性(对于含氧酸 H-O-X): 在含氧酸(如HClO, H₂SO₄, H₃PO₄)中,中心原子X的电负性越大,其吸引O-H键中电子的能力越强,使得O-H键的极性增强,H⁺离子更容易解离出来,酸强度越强。例如,HClO₄ (Cl电负性高) > H₂SO₄ (S) > H₃PO₄ (P)。
- 中心原子氧化态(对于含氧酸 H-O-X): 同一中心原子的含氧酸,其氧化态越高,酸强度通常越强。因为高氧化态的中心原子具有更强的吸电子能力,削弱O-H键。例如,HClO₄ (Cl为+7) > HClO₃ (Cl为+5) > HClO₂ (Cl为+3) > HClO (Cl为+1)。
- 键的强度(H-A键强度): 对于非含氧酸(如HF, HCl, HBr, HI),酸强度主要取决于H-A键的强度(键能)。键能越弱,H⁺离子越容易解离出来。因此,在同族氢酸中,酸强度随原子序数增加而增强:HI > HBr > HCl > HF(尽管F电负性最高,但H-F键非常强,导致HF是弱酸)。
- 共轭碱的稳定性: 根据布朗斯特-劳里酸碱理论,酸越强,其失去H⁺后形成的共轭碱(A⁻)越稳定。共轭碱的稳定性可以通过其容纳负电荷的能力来衡量,如共振稳定、诱导效应、原子半径(分散电荷)等。共轭碱越稳定,其对应的酸就越强。例如,三氯乙酸(CCl₃COOH)比乙酸(CH₃COOH)酸性强得多,因为CCl₃⁻中的氯原子通过强吸电子诱导效应稳定了负电荷。
应用与意义:
理解酸强度对于预测化学反应方向、计算溶液pH值、理解缓冲溶液原理、分析有机反应机理(如亲电加成、酯化水解)等至关重要。在生物化学中,酸强度影响氨基酸的质子化状态、酶的活性以及生物分子的功能。
权威参考来源:
关于酸强度的详细定义、影响因素、定量计算及实例,建议参考国际纯粹与应用化学联合会(IUPAC)的术语标准以及权威化学教材和数据库:
- IUPAC Gold Book (酸强度定义基础): 作为化学术语的国际标准来源,提供了酸强度的核心定义(虽不直接提供Ka表,但定义框架是权威基础)。
- 《CRC Handbook of Chemistry and Physics》: 这本著名的物理化学参考手册包含大量无机和有机酸的pKa值数据表,是实验数据的重要来源。
- 大学标准化学教材: 如《Chemistry: The Central Science》(Brown, LeMay et al.), 《Principles of Modern Chemistry》(Oxtoby et al.) 等,对酸强度的概念、影响因素(如电负性、氧化态、键强、共振、诱导效应)有系统阐述和实例分析。
网络扩展解释
酸强度是化学中描述酸类物质特性的核心概念,其定义和关联因素可归纳如下:
一、定义与核心指标
酸强度指酸在溶液中释放质子(H⁺)的能力,通常用酸解离常数(Ka)衡量。解离常数越大,酸性越强。例如,盐酸(HCl)在水中完全解离,属于强酸;而醋酸(CH₃COOH)仅部分解离,属于弱酸。
二、与酸浓度的区别
- 酸浓度:溶液中酸的物质的量浓度(如1 mol/L HCl),反映酸的含量。
- 酸强度:由解离常数决定,与浓度无关。例如,稀释浓醋酸会降低其浓度,但酸强度(Ka值)不变。
三、影响因素与判断方法
- 结构因素:含氧酸中,若氧原子数减氢原子数≥2(如H₂SO₄、HNO₃),通常为强酸。
- 实验测定:通过滴定法测量解离常数,确定酸强度。
四、与其他性质的关系
酸强度与氧化性无必然联系。例如:
- 盐酸(强酸)氧化性弱;
- 硝酸(强酸)具有强氧化性;
- 次氯酸(弱酸)也有强氧化性。
五、典型示例
- 强酸:HCl、H₂SO₄、HNO₃(完全解离)。
- 弱酸:醋酸、碳酸(部分解离)。
通过以上分析可知,酸强度是酸的本质属性,需结合解离常数和物质结构综合判断。
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