2019-06-14 11:54:07

酸碱性

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注:这是对酸碱性进行描述的条目,如果希望获取更多关于酸碱的信息,请进入条目酸碱理论

酸碱性是物质在酸碱反应中呈现的特性,一般来说酸性物质可以使紫色石蕊试液变红,碱性物质可以使其变蓝,后来随着酸碱理论的发展,人们给出了更准确,完善的定义,逐渐触及酸碱性成因的本质。酸碱性的衡量标度有三种:水溶液的pH与pOH,酸的pKa与碱的pKb,以及酸碱的化学硬度。酸碱性一般用PH试纸,石蕊试液,酚酞试液来检测。

基本信息

  • 中文名

    酸碱性

  • 外文名

    acidity and basicity

  • 含义

    物质在酸碱反应中呈现的特性

  • 鉴别

    酸碱指示剂变色

  • 类别

    水溶液的pH与pOH

折叠 编辑本段 定义

酸碱性在历史上的不同阶段,有着不同的定义,其中一些早已被淘汰,另一些则一直沿用下来。一般的来说,酸碱性指的是使酸碱指示剂变色的性质,但并不是所有的酸碱都能使酸碱指示剂变色,这就需要对其进行准确的定义。

折叠 我认为的酸碱

我认为,酸是在水中电离出的阳离子全部是氢离子的化合物,碱是在水中电离出的阴离子全部是氢氧根离子的化合物。酸性 / 碱性分别与酸 / 碱对应,酸性是能使紫色石蕊变红,并能与碱中和生成水与盐的性质,碱性是能使紫色石蕊变蓝,并能和酸中和生成水与盐的性质。由于水中的氢离子和氢氧根离子浓度是可测的,所以酸碱的强弱可以定量地被描述,这就有了强酸与弱酸的概念。需要注意的是,虽然根据此定义,一些物质不是酸 / 碱,但它们仍可以拥有酸性 / 碱性,例如,碳酸氢钠不是碱,但是它的水溶液是碱性的。

折叠 布朗斯特酸碱

布朗斯特与劳伦认为,酸是质子的给予体,碱是质子的接受体,并且酸碱存在共轭关系。因此,酸性是物质能提供质子给碱的性质,碱性是物质能接受酸提供的质子的性质。同样地,在此理论中我们可以定量地描述酸碱的强弱。另外,虽然一些物质仍不符合该理论的酸碱定义,但仍可拥有酸性 / 碱性,例如纯净的三氧化硫并不能给出质子,但却具有较强的酸性。

折叠 路易斯酸碱

路易斯认为,酸是电子的接受体,碱是电子的给予体。该理论可以诠释绝大部分物质的酸碱性的来源,实用性极其广泛,但是并不能给出酸碱性强弱的定量关系,甚至有时酸碱性会无法比较。例如三氟化硼三氯化硼均是较强的路易斯酸,但在一些酸碱反应中,三氟化硼体现出的酸性比三氯化硼强,而在另一些情况中,三氯化硼的酸性却比三氟化硼强。具体的比较酸碱性强弱,是路易斯酸碱理论的一大难点,后来提出的HSAB一定程度上弥补了这个缺陷。

折叠 编辑本段 强弱标度

在阿伦尼乌斯酸碱理论中,酸碱性的强弱可以通过水溶液中的氢离子与氢氧根离子浓度进行定量比较(这里的浓度准确来讲是活度,但稀溶液中氢离子浓度与活度接近,可用易于获得数据的浓度代替活度),氢离子浓度表示为c(H),氢氧根浓度表示为c(OH),氢离子浓度越大酸性越强,氢氧根离子浓度越大碱性越强。同温度下,水溶液中c(H) · c(OH)是定值,由此可见酸性越强的溶液碱性越弱,碱性越强的溶液酸性越弱。

1909年丹麦的一位化学家提出用pH来表示酸碱性的强弱,pH是氢离子浓度的负对数,即:

pH = - log[H],同理pOH是氢氧根离子浓度的负对数

引入pH的一大好处是简便了书写,并且方便比较溶液的酸碱性强弱。298K时,水溶液中c(H) · c(OH)是定值10,所以pH + pOH = 14。pH<7的溶液呈酸性,pH=7的溶液呈中性,pH>7的溶液呈碱性。

溶液酸性、中性或碱性的判断依据是:c(H+)和c(OH-)的相对大小.在任意温度时溶液c(H+)>c(OH-)时呈酸性,c(H+)=c(OH-)时呈中性,c(H+)<c(OH-)时呈碱性.

在标准温度(25℃)和压强下,pH=7的水溶液(如:纯水)为中性,这是因为水在标准压强和温度下自然电离出的氢离子氢氧根离子浓度的乘积(水的离子积常数)始终是1×10^(-14),且两种离子的浓度都是1×10^(-7)mol/L。pH小说明H+的浓度大于OH-的浓度,故溶液酸性强,而pH增大则说明H+的浓度小于OH-的浓度,故溶液碱性强。所以pH愈小,溶液的酸性愈强;pH愈大,溶液的碱性也就愈强。

通常pH是一个介于0和14之间的数,当pH<7的时候,溶液呈酸性,当pH>7的时候,溶液呈碱性,当pH=7的时候,溶液呈中性.但在非水溶液或非标准温度和压力的条件下,pH=7可能并不代表溶液呈中性,这需要通过计算该溶剂在这种条件下的电离常数来决定pH为中性的值。如373K(100℃)的温度下,pH=6为中性溶液。

折叠 编辑本段 测试

测酸碱性可以用石蕊试液和酚酞,石蕊试液遇中性不变色,遇酸性变红,遇碱性变蓝;酚酞遇中性、酸性均不变色,遇碱性变成红色。

测量酸碱性的较精确方法是pH试纸,酸度计与中和滴定。其中pH试纸的精确度较差,一般只有一位,或没有有效数字,酸度计的精确度可达2~3位有效数字,滴定则可以达到小数点后两位。

随着科学的进步,还可以使用ph计来测量酸碱度,并且采用pH计能更好地控制化学反应,达到提高生产率和产品质量以及安全生产的目的。带有自动记录的pH测量系统还可对污染公害提供诉讼的证据。某些间歇生产过程(例如某些化肥生产、食品加工过程)采用pH计后可变为连续生产方式。在现代工业中采用pH计比其他类型的连续分析仪表的总和还多。几乎凡需用水的生产部门都需要采用pH计。其应用范围从工业用水和废物处理到采矿中的浮选过程,包括纸浆和造纸、金属加工、化工、石油、合成橡胶生产、发电厂、制药、食品加工等广泛领域。

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