
【化】 quadribasic acid; tetrabasic acid; tetrahydric acid; tetraprotic acid
四元酸(Tetrabasic acid)在化學中指能解離出四個氫離子(H⁺)的多元酸分子。這類化合物在酸堿反應中表現出四質子供體的特性,其英文術語"tetrabasic"源于希臘語前綴"tetra-"(四)與拉丁詞根"basis"(基礎)的組合,強調其四階解離能力。
從分子結構分析,四元酸通常含四個可解離的羟基(-OH)或羧酸基團(-COOH)。以乙二胺四乙酸(EDTA)為例,其分子結構包含四個羧酸基團,可在不同pH條件下逐步釋放質子,形成H₄Y→H₃Y⁻→H₂Y²⁻→HY³⁻→Y⁴⁻的連續解離過程,對應的解離常數表達式為: $$ K_{a1} = frac{[H^+][H_3Y^-]}{[H4Y]} $$ $$ K{a2} = frac{[H^+][H_2Y^{2-}]}{[H_3Y^-]} $$ (依此類推至Kₐ₄)。
這類酸在工業與科研領域具有重要應用,包括金屬離子螯合、緩沖溶液配制及高分子合成。國際純粹與應用化學聯合會(IUPAC)将其歸類為"polyprotic acids with four dissociation steps",強調其多階段解離特性。牛津化學詞典(Oxford Dictionary of Chemistry)則特别指出,完全四元酸在理論上存在,但實際化合物多表現為分步不完全解離。
四元酸是指分子中與中心原子直接相連的羟基(-OH)數量為4的酸類化合物。其核心特征在于能夠分步電離出4個氫離子,但需注意并非所有含4個H的酸都屬于四元酸(例如某些酸中的H可能來自其他結構而非羟基)。
結構特點
中心原子(如矽、磷等)通過共價鍵連接4個羟基,例如原矽酸(H₄SiO₄)的矽原子周圍有4個-OH基團。這種結構通常穩定性較低,易脫水形成更穩定的酸(如原矽酸脫水生成矽酸H₂SiO₃)。
電離特性
四元酸可進行四次電離,例如:
$$
H_4A rightleftharpoons H^+ + H_3A^-
H_3A^- rightleftharpoons H^+ + H_2A^{2-}
text{...(後續電離依此類推)}
$$
實例與特殊性
與其他酸的區分
需通過羟基數量而非總H數判斷。例如,磷酸(H₃PO₄)含3個羟基,屬于三元酸;硫酸(H₂SO₄)不含羟基H,屬于二元酸。
如需進一步了解具體化合物的性質或反應機制,可參考化學專業教材或權威數據庫。
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