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📜  在 pH 标度上酸和碱有多强？

📅  最后修改于: 2022-05-13 01:57:12.582000             🧑  作者: Mango

在 pH 标度上酸和碱有多强？

我们遇到的每一种化学物质都有某种形式的自然，就像我们人类一样。然而，当谈到化学品时，我们将自然与酸性、碱性或中性状态联系起来。酸、碱和盐对化学和我们的日常生活都有影响。酸有酸味，碱有苦味，而盐本身有咸味。

我们日常生活中不使用的许多酸和碱被用于实验室和工业，例如 HCl、H2SO4 和 NaOH、KOH 等。当这些酸和碱以适当的数量混合时，中和过程会产生盐和水。例如，NaCl 和 KCl 是在海水和天然岩石沉积物中发现的天然盐。

什么是酸？

酸一词源自拉丁语“acidus”或“acere”，意思是酸的。最常见的特点是它们的酸味。酸是在其水溶液中提供可电离的水合氢离子 (H3O+) 的物质。它把蓝色的石蕊试纸变成红色。

除此之外，实验室中通常使用几种酸，例如盐酸、硫酸和硝酸。在胃里，我们有一些相当常见的酸，比如弱盐酸，它会导致食物消化不良。当我们的胃内容物变得过度酸性时，我们通常会感到消化不良和胃灼热感。当酸与金属反应时，会产生氢气。所有酸都有氢作为成分。

金属 + 酸 ⇢ 盐 + 氢

酸的性质

  • 当酸溶解在水中时，会产生氢离子 (H+)。
  • 酸与金属反应形成/释放氢气。
  • 酸具有酸味，具有腐蚀性。
  • 酸的 pH 值小于 7。
  • 当酸与石灰石 (CaCO3) 反应时，会产生二氧化碳。
  • 蓝色石蕊试纸一般被酸转化为红色石蕊试纸。
  • 它们消除了碱基的化学性质。

酸的分类

根据原产地：

  • 有机酸——来自植物和动物等有机物质的酸被称为有机酸。例如柠檬酸（柑橘类水果）、醋酸（醋）、油酸（橄榄油）等。
  • 矿物酸——来自/由矿物产生的酸被称为矿物酸或无机酸。这些酸不含碳，例如 H 2 SO 4 、HCl。 HNO 3等

基于强度：酸与 H2O 混合时会产生氢离子，酸的强度取决于溶液中氢离子的浓度。更多的氢离子意味着更高的酸强度，而更少的氢离子意味着酸弱。

  • 强酸——强酸是一种可以在水中完全或几乎完全解离的酸。例如，硫酸、硝酸、盐酸等。

H + + H 2 O ⇢ H 3 O+

HCl(aq) ⇢ H+(aq) + SO 4 -(aq)

H 2 SO 4 (aq) ⇢ 2H+(aq) + SO 4 -(aq)

  • 弱酸——弱酸是一种在水中不能完全解离或解离很少的酸。例如，我们每天消耗的酸，如柠檬酸、乙酸等。

CH 3 COOH(aq) ⇢ CH 3 COO-(aq) + H+(aq)

HCOOH(aq) ⇢ HCOO-(aq) + H+(aq)

什么是基地？

碱是离子物质，当溶解在水中时会产生负的氢氧根 (OH) 离子。离子化合物是一种含有负非金属离子和正金属离子的化合物，它们通过离子键结合在一起。

碱基的性质

  • 碱是溶解在水中时产生氢氧根离子 (OH) 的化学物质。
  • 碱具有刺鼻的味道和腐蚀性。他们经常对他们有一种光滑，肥皂般的感觉。
  • 碱是极好的电导体，pH 值大于 7。
  • 当碱与油和油脂结合时，就会形成Soap分子。
  • 红色石蕊试纸通过碱转化为蓝色石蕊试纸。
  • 底座具有腐蚀金属表面的倾向。
  • 当它们与酸接触时，它们会迅速做出反应。

基地分类

  1. 强碱——在酸碱反应中，强碱被描述为一种碱性化学物质，它可以从甚至相对较弱的酸（如水）的分子中去除（或去质子化）质子（H+）。碱土金属和碱金属的氢氧化物，例如 Ca(OH)2 和 NaOH，是强碱的两个常见例子。当由于溶解度差而忽略溶解度要求时，可以使用一些碱，例如碱土金属氢氧化物。 “几种抗酸剂是金属氢氧化物的悬浮液，如氢氧化镁和氢氧化铝，”一位低溶解度的支持者说。例如 - 氢氧化钠 - NaOH，氢氧化锂 - LiOH，氢氧化钾 - KOH。
  2. 超级碱——因为它们的共轭酸、胺、稳定的碳氢化合物和二氢非常弱，氢化物、酰胺和碳负离子的第 1 组盐往往是更强的碱。通常，这些碱是通过将共轭酸与纯碱金属（如钠）混合制成的。它们被称为超强碱，几乎不可能将它们保存在水中，因为它们被归类为比氢氧根离子更强的碱。结果，共轭酸性水被去质子化。例如 – 氢化钠 (NaH)、氨基钠 (NaNH2) 和丁基锂 (n-C4H9Li)。
  3. 弱碱 -弱碱是一种在水溶液中不完全电离或质子化不完全的碱。在 25 °C 时，上述反应的平衡常数为 1.8 x 10 -5 ，这意味着电离或反应的程度非常小。
  4. 路易斯碱 -路易斯碱，也称为电子对供体，是一种具有高能电子对的分子，可以与受体分子中的低能空轨道共享以形成加合物。除 H+ 分子外，其他可能的受体（称为路易斯酸）包括中性分子（如 BF3）和金属离子（如 Fe3+ 或 Ag+）。另一方面，含有金属离子的加合物被称为配位络合物。根据最初的 Lewis 公式，当中性碱与中性酸形成键时，就会出现电应力状态。过去只属于碱的电子对现在由酸和碱共享。

酸碱度

Soren Peter（生物化学家）是 1909 年第一个创造 pH 一词的人。我们利用通用指标来确定酸和碱的强度，它在溶液中不同数量的氢离子时显示出不同的颜色。 pH值通常用于定量确定酸碱的强度。 H+离子浓度的对数定义为pH，代表氢的功率。任何材料或溶液的 pH 值都表明它是酸性、中性还是碱性。

酸的强度：pH

例如，盐酸、硫酸、硝酸、高氯酸、氯酸等。

弱酸是一种在溶液中不完全电离的酸。少量时，它会释放 H+ 离子，导致 pH 值范围为 5 至 7。例如甲酸 (HCOOH)、乙酸 (CH 3 COOH) 和更多酸。

碱强度：pH

例如——氢氧化锂、氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化铷、氢氧化铯等。

不完全解离的化学物质称为弱碱（pH 值在 7 - 10 范围内）。结果，OH-离子的浓度降低，pH值升高。甲胺和氨是两个这样的例子。

示例问题

问题1：如何区分酸和碱？

回答：

问题 2：列出水果和蔬菜中存在的一些酸。

回答：

问题 3：酸与金属反应释放出哪种气体？

回答：

问题4：在酸和碱之间，哪个是电的良导体？

回答：

问题 5：酸和碱的 pH 范围是多少？

回答：

问题 6：解释具有 pH 范围的强酸。

回答：

问题 7：解释具有 pH 范围的强碱。

回答：