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弱酸

鎖定
弱酸,通常是指溶於水後只有部分電離的酸,其電離常數(Ka)小於0.0001(酸度係數pKa大於4)。 [1] 
中文名
弱酸
外文名
Weak acid
舉    例
碳酸、亞硝酸、乙酸、次氯酸等。
原    理
氫離子不能完全電離
領    域
化學

弱酸化學性質

弱酸(weak acid ),是指在溶液中不完全電離的酸。如用常用HA去表示酸,那在水溶液中除了電離出質子H+外,仍有為數不少的HA在溶液當中。以下化學式可以表示這關係:
HA(aq)↔H+(aq)+A-(aq)
其溶液於平衡時,反應物及生成物的關係可用酸的電離平衡常數(Ka)表示如下:
Ka=[H+][A-]/[HA]
Ka愈大(或是pKa值愈小),就代表有愈多的氫離子(H+)生成,其pH值也就愈小。弱酸的Ka值大約在10-4~10-14之間,或是pKa值大於4。因此,除了少數的酸被定義為強酸超強酸外,大部分的酸均是弱酸。有機酸也是弱酸的重要一環,常見的家用弱有機酸包括醋內的乙酸,檸檬及不少生果內的檸檬酸等;無機酸當中如用作抗菌劑的硼酸,及用在汽水當中的碳酸等。
Hendersor—Hasse!balch方程 弱酸在溶液中只有微弱的解離,酸與結合鹼之間達到真正的平衡狀態,若以HA代表弱酸,則HA(aq)↔H+(aq)+A-(aq) [2] 

弱酸常見的弱酸

弱酸的電離要使用可逆號(二元、多元弱酸電離必須分步書寫),如:
中學化學常見弱酸有:H2SiO3偏硅酸)、HCN(氫氰酸)、H2CO3碳酸)、HF(氫氟酸,較少見)、CH3COOH(也作C2H4O2乙酸,又叫醋酸)、H2S(氫硫酸)、HClO(次氯酸)、HNO2亞硝酸,較少見)、中學範圍內的所有的有機酸(中學不學習有機強酸)、HONC(雷酸)等。沒有特殊説明的,中強酸一律視為弱酸,所以H2SO3亞硫酸)為弱酸。

弱酸碳酸

碳酸(H₂CO₃)是一種二元弱酸電離常數都很小。但也有認為其為中強酸,因為根據無機酸酸性強弱判斷式(OH)nROm可判斷其酸性與磷酸相似。在常温常壓下,二氧化碳飽和溶液的濃度約為0.033mol/L,pH為5.6,pKa=6.37。
H2CO3 (pKa1=6.38,pKa2=10.33,p代表取負常用對數。)飽和碳酸溶液(純CO₂,壓力為1 atm)的pH約為4,而在自然條件下CO₂含量是0.03%,溶解達到飽和時pH=5.6。這也是為什麼定義酸雨為pH小於5.6的雨水的原因。要使pH達到 3.7,可以通過降温加壓(實際是提高CO₂濃度)來實現。

弱酸乙酸

乙酸,也叫醋酸(36%--38%)、冰醋酸(98%),化學式CH3COOH,是一種有機一元酸,為食醋主要成分。純的無水乙酸(冰醋酸)是無色的吸濕性固體,凝固點為16.6℃(62),凝固後為無色晶體,其水溶液中呈弱酸性且蝕性強,蒸汽對眼和有刺激性作用。
乙酸可用作酸度調節劑、酸化劑、醃漬劑、增味劑、香料等。它也是很好的抗微生物劑,這主要歸因於其可使pH降低至低於微生物最適生長所需的pH。乙酸是我國應用最早、使用最多的酸味劑,主要用於複合調味料、配製蠟、罐頭、乾酪、果凍等。用於調味料時,可將乙酸加水稀釋至4%~5%溶液後,添加到各種調味料中應用。以食醋作為酸味劑,輔以純天然營養保健品製成的飲料稱為國際型第三代飲料。 [3] 

弱酸次氯酸

次氯酸,一種氯元素含氧酸,化學式為HClO,結構式H-O-Cl,其中氯元素的化合價為+1價,是氯元素的最低價含氧酸,但其氧化性在氯元素含氧酸中極強,僅次於亞氯酸。它僅存在於溶液中,濃溶液呈黃色,稀溶液無色,有非常刺鼻的、類似氯氣的氣味,而且極不穩定,是一種很弱的酸,比碳酸弱,和氫硫酸相當。次氯酸也有很強的漂白作用,它的鹽類可用做漂白劑消毒劑
次氯酸能氧化還原性物質,使有色布條、品紅褪色,並能使石蕊溶液變為無色液體。如:Na2SO3+ HClO = Na2SO4+ HCl(強氧化劑制弱氧化劑,弱酸制強酸) [4] 

弱酸氫氟酸

氫氟酸(英文:Hydrofluoric Acid),化學式是HF,是氟化氫氣體的水溶液,清澈,無色、發煙的腐蝕性液體,有劇烈刺激性氣味。熔點-83.3℃,沸點19.54℃,閃點112.2℃,密度1.15g/cm³。易溶於乙醇,微溶於乙醚。具有極強的腐蝕性,能強烈地腐蝕金屬、玻璃和含硅的物體。如吸入蒸氣或接觸皮膚會造成難以治癒的灼傷。實驗室一般用螢石(主要成分為氟化鈣)和濃硫酸來製取,需要密封在塑料瓶中,並保存於陰涼處。
氫氟酸可以用來刻蝕玻璃,化學方程式為:SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O
參考資料
  • 1.    邢濤總主編;龔勳主編. 中國少年兒童百科全書 03 科學技術 精華版[M]. 杭州:浙江教育出版社, 2011.01.111頁
  • 2.    D.T.普盧默.實用生物化學導論.北京:科學出版社,1985.01:29
  • 3.    汪東風.食品化學:化學工業出版社,2007
  • 4.    北京師範大學,華中師範大學,南京師範大學.無機化學(第四版):高等教育出版社,2003