酸強度英文解釋翻譯、酸強度的近義詞、反義詞、例句
英語翻譯:
【機】 acid strength
分詞翻譯:
酸的英語翻譯:
acerbity; ache; acid; grieved; pedantic; sour; tartness
【化】 acid
【醫】 acidum
強度的英語翻譯:
intension; intensity; strength
【計】 intensity
【化】 strength
【醫】 intensity; strength
專業解析
在化學領域中,酸強度(Acid Strength)是指酸在水溶液中釋放氫離子(H⁺)能力的強弱程度。它反映了酸分子解離(電離)成氫離子和其共轭堿的趨勢大小。酸強度是酸的基本屬性之一,與酸的濃度無關,主要取決于酸本身的分子結構和化學鍵特性。
核心概念解析:
-
強酸與弱酸:
- 強酸(Strong Acid):在水溶液中幾乎完全解離(接近100%),釋放出所有可提供的H⁺離子。其解離常數Ka值非常大(通常Ka >> 1),pKa值非常小(通常pKa < 0)。常見的強酸包括鹽酸(HCl)、硫酸(H₂SO₄的第一級解離)、硝酸(HNO₃)、高氯酸(HClO₄)等。
- 弱酸(Weak Acid):在水溶液中僅部分解離,大部分分子以未解離形式存在,與解離産生的離子(H⁺和其共轭堿)達成動态平衡。其解離常數Ka值較小(通常Ka < 1),pKa值較大(通常pKa > 0)。常見的弱酸包括醋酸(CH₃COOH)、碳酸(H₂CO₃)、氫氟酸(HF)、磷酸(H₃PO₄)等。
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衡量标準:
- 解離常數(Ka):這是定量描述酸強度的最直接指标。對于一元酸HA的解離反應:HA ⇌ H⁺ + A⁻,其解離常數Ka定義為:Ka = [H⁺][A⁻] / [HA]。Ka值越大,表示平衡時解離程度越高,酸強度越強。
- pKa值:pKa是Ka的負對數,即 pKa = -log₁₀ Ka。pKa值越小,表示酸強度越強。pKa值提供了一個更直觀的比較尺度(例如,pKa=1的酸比pKa=5的酸強得多)。
影響酸強度的主要因素:
- 中心原子的電負性(對于含氧酸 H-O-X): 在含氧酸(如HClO, H₂SO₄, H₃PO₄)中,中心原子X的電負性越大,其吸引O-H鍵中電子的能力越強,使得O-H鍵的極性增強,H⁺離子更容易解離出來,酸強度越強。例如,HClO₄ (Cl電負性高) > H₂SO₄ (S) > H₃PO₄ (P)。
- 中心原子氧化态(對于含氧酸 H-O-X): 同一中心原子的含氧酸,其氧化态越高,酸強度通常越強。因為高氧化态的中心原子具有更強的吸電子能力,削弱O-H鍵。例如,HClO₄ (Cl為+7) > HClO₃ (Cl為+5) > HClO₂ (Cl為+3) > HClO (Cl為+1)。
- 鍵的強度(H-A鍵強度): 對于非含氧酸(如HF, HCl, HBr, HI),酸強度主要取決于H-A鍵的強度(鍵能)。鍵能越弱,H⁺離子越容易解離出來。因此,在同族氫酸中,酸強度隨原子序數增加而增強:HI > HBr > HCl > HF(盡管F電負性最高,但H-F鍵非常強,導緻HF是弱酸)。
- 共轭堿的穩定性: 根據布朗斯特-勞裡酸堿理論,酸越強,其失去H⁺後形成的共轭堿(A⁻)越穩定。共轭堿的穩定性可以通過其容納負電荷的能力來衡量,如共振穩定、誘導效應、原子半徑(分散電荷)等。共轭堿越穩定,其對應的酸就越強。例如,三氯乙酸(CCl₃COOH)比乙酸(CH₃COOH)酸性強得多,因為CCl₃⁻中的氯原子通過強吸電子誘導效應穩定了負電荷。
應用與意義:
理解酸強度對于預測化學反應方向、計算溶液pH值、理解緩沖溶液原理、分析有機反應機理(如親電加成、酯化水解)等至關重要。在生物化學中,酸強度影響氨基酸的質子化狀态、酶的活性以及生物分子的功能。
權威參考來源:
關于酸強度的詳細定義、影響因素、定量計算及實例,建議參考國際純粹與應用化學聯合會(IUPAC)的術語标準以及權威化學教材和數據庫:
- IUPAC Gold Book (酸強度定義基礎): 作為化學術語的國際标準來源,提供了酸強度的核心定義(雖不直接提供Ka表,但定義框架是權威基礎)。
- 《CRC Handbook of Chemistry and Physics》: 這本著名的物理化學參考手冊包含大量無機和有機酸的pKa值數據表,是實驗數據的重要來源。
- 大學标準化學教材: 如《Chemistry: The Central Science》(Brown, LeMay et al.), 《Principles of Modern Chemistry》(Oxtoby et al.) 等,對酸強度的概念、影響因素(如電負性、氧化态、鍵強、共振、誘導效應)有系統闡述和實例分析。
網絡擴展解釋
酸強度是化學中描述酸類物質特性的核心概念,其定義和關聯因素可歸納如下:
一、定義與核心指标
酸強度指酸在溶液中釋放質子(H⁺)的能力,通常用酸解離常數(Ka)衡量。解離常數越大,酸性越強。例如,鹽酸(HCl)在水中完全解離,屬于強酸;而醋酸(CH₃COOH)僅部分解離,屬于弱酸。
二、與酸濃度的區别
- 酸濃度:溶液中酸的物質的量濃度(如1 mol/L HCl),反映酸的含量。
- 酸強度:由解離常數決定,與濃度無關。例如,稀釋濃醋酸會降低其濃度,但酸強度(Ka值)不變。
三、影響因素與判斷方法
- 結構因素:含氧酸中,若氧原子數減氫原子數≥2(如H₂SO₄、HNO₃),通常為強酸。
- 實驗測定:通過滴定法測量解離常數,确定酸強度。
四、與其他性質的關系
酸強度與氧化性無必然聯繫。例如:
- 鹽酸(強酸)氧化性弱;
- 硝酸(強酸)具有強氧化性;
- 次氯酸(弱酸)也有強氧化性。
五、典型示例
- 強酸:HCl、H₂SO₄、HNO₃(完全解離)。
- 弱酸:醋酸、碳酸(部分解離)。
通過以上分析可知,酸強度是酸的本質屬性,需結合解離常數和物質結構綜合判斷。
分類
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