Loading AI tools
根據斯萬特·奧古斯特·阿倫尼烏斯的理論，酸（英語：acid，有時用「HA」表示）是指當溶解在水中時，溶液中氫離子的濃度大於純水中氫離子濃度的化合物。換句話說，酸性溶液的pH值小於水的pH值（25℃時為水的pH值是7）。酸一般呈酸味，但是品嘗酸（尤其是高濃度的酸）是非常非常危險的。酸可以和鹼發生中和作用，生成水和鹽。酸可分為無機酸和有機酸兩種。與酸相對的一種物質是鹼。
 | 此條目沒有列出任何參考或來源。 (2024年6月16日) |
酸在化學中主要有以下三種定義：
- 其他指示劑：
- H2SO4 + Ca → H2↑ + CaSO4
- H2SO4 + Mg → H2↑ + MgSO4
- H2SO4 + Fe → H2↑ + FeSO4
- H2SO4 + Zn → H2↑ + ZnSO4
- 2HCl + Ca → H2↑ + CaCl2
- 2HCl + Mg → H2↑ + MgCl2
- 2HCl + Fe → H2↑ + FeCl2
- 2HCl + Zn → H2↑ + ZnCl2
-
- 稀酸不會和銅、汞、銀、鉑、金等金屬反應。稀硝酸和金屬的反應比較特別，它會和金屬產生氧化還原反應，生成一氧化氮NO（無色氣體）而不會產生氫氣(極稀的硝酸會和金屬緩慢反應產生少量的氫氣這點至今仍未被證實)。因此在工業中很少用硝酸直接與金屬接觸製備硝酸鹽，多利用置換反應製造。
- 要注意的是金屬單質鉛Pb和稀酸（特別是硫酸H2SO4和鹽酸HCl）的反應中，基於鉛的活性較低，起初反應速度十分緩慢，而這反應還會在很短時間內停止。因為氯化鉛PbCl2和硫酸鉛PbSO4也是不水溶性的固體，它會覆蓋在金屬鉛表面形成保護膜阻止了金屬鉛與酸反應，而令該反應逐漸停止。
- 鉀K和鈉Na由於太過活躍，會和水產生危險的爆炸性反應，因此工業上不會利用此方法製備鉀鹽和鈉鹽。
- 鋁雖然也是十分活躍，但它一暴露在空氣中就會與空氣中的氧氣生成緻密氧化物保護膜，也會阻止了之後酸和金屬鋁的接觸反應，所以金屬鋁不在此列。鋁能夠與稀的強酸（如稀鹽酸，稀硫酸等）進行反應，生成氫氣和相應的鋁鹽。在常溫下，鋁在濃硝酸和濃硫酸中被鈍化，不與它們反應，所以濃硝酸是用鋁罐（可維持約180小時）運輸的。
- 和金屬氧化物發生反應，生成鹽和水
- 和鹽反應（產生複分解反應）
- HCl → H+ + Cl −
- HNO3 → H+ + NO3−
- HNO2 → H+ + NO2−
- H2SO4 → 2H+ + SO42−
- H2SO3 → 2H+ + SO32−
- H2CO3 → 2H+ + CO32−
- H3PO4 → 3H+ + PO43−
- H8C6O7 → 3H+ + H5C6O73−
除一元酸以外的酸都稱為二元酸或多元酸。
所有酸在水溶液中，在特定條件下，可以產生可供化學反應的（水合）氫離子H3O+，從而表達出酸性。這包括兩類情形：
- 常見的易溶酸如H3PO4，在溶液中電離產生H3O+：
- H3PO4 + H2O → H3O+ + H2PO4−
難溶酸如H4SiO4，其溶於水的分子亦可電離產生H3O+：
- H4SiO4 + H2O → H3O+ + H3SiO4−
電離產生的H3O+可與鹼發生化學反應。當酸充分強時，電離產生的H3O+濃度大，可與活潑金屬反應產生氫氣，或與特定的鹽發生複分解反應。
- 某些酸如H3BO3，Al(OH)3，溶於水的分子本身不能電離產生H+。它們作為路易斯酸體現酸性，即，與水電離產生的OH-結合，釋放水電離產生的H3O+參與反應，從而表達出酸性：
- H3BO3 + 2H2O → H3O+ + B(OH)4−
- Al(OH)3 + 2H2O → H3O+ + Al(OH)4−
純水電離產生的H3O+與OH-濃度相同。酸性物質溶於水的分子將以上述兩類方式之一造成H3O+濃度上升，超過OH-濃度。酸溶液的H3O+離子濃度愈高，其酸度就愈高。
- 濃酸常有強烈腐蝕性，有些還伴有其他特性，如具有強氧化性和脫水能力的濃硫酸，能對人體造成嚴重的化學燒傷。
- 濃酸的特性：
- 濃氫氯酸含35%氯化氫分子，濃度約為11M，是無色液體，具高度揮發性和腐蝕性。
- 濃硝酸含70%HNO3分子，濃度約為16M，是無色液體（但很多時候因有分解反應令濃硝酸溶有紅棕色的二氧化氮），具高度揮發性，易分解出有毒的二氧化氮氣體，硝酸有極強氧化性，因此造成極強腐蝕性。自我分解反應如下：4 HNO3 → 2 H2O + 4 NO2 + O2
- 濃硫酸含98%硫酸分子，濃度約為18M，是無色油狀液體，不具揮發性，但具極強的腐蝕性、氧化性和脫水性。
- 濃酸應安放在通風櫃中。
- 人手處理濃酸時要戴防護手套和安全眼鏡。
- 稀釋濃酸時，是要慢慢地把濃酸加入攪動中大量水中而不能相反，否則可引致沸騰（突沸），水連同強酸濺出可引致極大的危險。
- 若被強酸濺到人體，應立即用大量流動的清水沖洗傷口至少10至15分鐘，再用小蘇打（NaHCO3）溶液沖洗，嚴重則要立即送醫治理。
強酸是指在水溶液中完全電離的酸（硫酸這類多元酸不在此限），或以酸度系數的概念理解，則指pKa值< −1.74的酸。這個值可以理解為在標準狀況下，氫離子的濃度等同於加入強酸後的溶液濃度。
大部分強酸均是腐蝕性的，但當中亦有例外。例如超強酸當中的碳硼烷酸（H(CHB11Cl11)），其酸性比硫酸高百萬倍，但卻完全不帶有腐蝕性[1]；相反，弱酸當中的氫氟酸（HF）卻帶有高度腐蝕性。它能夠溶解極大部分的金屬氧化物，諸如玻璃及除了銥以外的所有金屬[2]。
- HA(aq) + H2O(l) → H3O+(aq) + A−(aq)
一般酸不會在水中完全離解，因此多以化學平衡而不是完全反應的形式表示，弱酸就是指不完全離解的酸。用酸度系數作為區別強酸與弱酸的作用並不明顯（因為數值差距較難理解及不明顯），因此用方程式去區別兩者更為合理。
由於強酸在水溶液中完全離解，因此氫離子在水中的濃度等同於將該酸帶到其他的溶液當中：
- [HA] = [H+] = [A−]；pH = −log[H+]
除了透過計算pH值來衡量不同酸的強度外，透過觀察以下的性質也可以判別出不同類別的酸的強度：
酸度，一種新的酸鹼度定義，可以取代過去一直沿用的pH表示酸鹼度。此一定義首先由荷蘭化學家亨克·凡·魯貝克（Henk van Lubeck）在美國《化學教育雜誌》上提出[3]。
- 定義
![{\displaystyle AG=\log {[{\mbox{H}}^{+}] \over [{\mbox{OH}}^{-}]}\,\!=pOH-pH}](http://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/17190594154c5136fd043bdb2891cc1fff5312e0)
![{\displaystyle [{\mbox{H}}^{+}]\,\!}](http://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/c813e17f3d2651695660e70955eb0a9831bd59bc)
![{\displaystyle [{\mbox{OH}}^{-}]\,\!}](http://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/293c5ad90244fff78462e03b6ff95deb382020c9)
- 優勢
與pH相比，它有如下3個明顯的優勢：
- 酸度的數值越大說明溶液酸性越強，符合物理定義的語言習慣。
- 取對數的是無量綱的比值，對數函數返回值同樣無量綱，這符合對數函數的特點。
- 不管在任何溫度下，中性的溶液AG永遠是0。與此不同的是，習慣上認定25攝氏度的中性溶液pH=7，其他溫度下中性溶液的pH都不是7。
此外，AG的值域是，而傳統上pH的值域是0~14。
（從強到弱）
- 高氯酸HClO4
- 氫碘酸HI
- 氫溴酸HBr
- 鹽酸HCl
- 硫酸H2SO4（Ka1/只限於第一酸度系數）
- 硝酸HNO3
- 水合氫離子H3O+或H+。為方便起見，通常會以H+取代H3O+。但要注意的是，單獨而孤立的質子在帶有極性的水中不可能存在，而是常與水分子的其中一對孤偶電子對結合。這使在水合氫離子中的氧的形式電荷為+1。
- 一些化學家將氯酸（HClO3），溴酸（HBrO3），高溴酸（HBrO4），碘酸（HIO3），和高碘酸（HIO4）也列為強酸，但是沒有被公認。
超強酸通常指酸性比純硫酸更強的酸。簡單的超強酸包括三氟甲磺酸（CF3SO3H）和氟磺酸（FSO3H），它們的酸性都是硫酸的上千倍。在更多的情況下，超強酸不是單一純淨物而是幾種化合物的混合物。
超強酸這一術語由詹姆斯·布萊恩特·科南特（James Bryant Conant）於1927年提出。喬治·安德魯·歐拉因其在碳正離子和超強酸方面的研究獲得1994年諾貝爾化學獎。
常見的超強酸（從最強到最弱）：
- 酸和鹽的複分解反應，生成新酸和新鹽
- 酸性氧化物和水的化合反應
- 非金屬單質和氫的化合反應
所有存在於天然食物中的有機酸都是弱酸。
Wikiwand in your browser!
Seamless Wikipedia browsing. On steroids.
Every time you click a link to Wikipedia, Wiktionary or Wikiquote in your browser's search results, it will show the modern Wikiwand interface.
Wikiwand extension is a five stars, simple, with minimum permission required to keep your browsing private, safe and transparent.
