強酸の定義と例
テリー・J・アルコーン/ゲッティイメージズ
強い 酸 完全に 解離した またはでイオン化 水溶液 .プロトン、Hを失う能力が高い化学種です+.水中では、強酸は 1 つのプロトンを失い、それが水に捕捉されてヒドロニウム イオンを形成します。
HA(aq) + H2お→ひ3〇+(aq) + A−(aq)
二塩基酸と多塩基酸は複数のプロトンを失う可能性がありますが、「強酸」の pKa 値と反応は最初のプロトンの喪失のみを指します。
強酸は対数定数(pKa)が小さく、酸解離定数(Ka)が大きい。
ほとんどの強酸は腐食性ですが、一部の超酸はそうではありません。対照的に、一部の 弱酸 (フッ化水素酸など) は腐食性が高い場合があります。
酸濃度が高くなるにつれて、解離能力は低下します。水中の通常の条件下では、強酸は完全に解離しますが、極端に濃縮された溶液は解離しません。
強酸の例
弱酸は多いが、強酸は少ない。の 一般的な強酸 含む:
- HCl(塩酸)
- H2それで4(硫酸)
- HNO3(硝酸)
- HBr(臭化水素酸)
- HClO4(過塩素酸)
- HI(ヨウ化水素酸)
- p-トルエンスルホン酸(有機可溶性強酸)
- メタンスルホン酸(液体有機強酸)
次の酸は水中でほぼ完全に解離するため、しばしば強酸と見なされますが、ヒドロニウム イオン H ほど酸性ではありません。3〇+:
- HNO3(硝酸)
- HClO3(塩素酸)
一部の化学者は、ヒドロニウム イオン、臭素酸、過ヨウ素酸、過臭素酸、および過ヨウ素酸を強酸と見なしています。
プロトンを供与する能力が酸強度の主要な基準として使用される場合、強い酸 (最も強いものから最も弱いものまで) は次のようになります。
- H[SbF6] ( フルオロアンチモン酸 )
- FSO3HSbF5(魔法の酸)
- H(CHB十一Cl十一) (カルボラン超酸)
- FSO3H(フルオロ硫酸)
- CF3それで3H(トリフル酸)
これらは「超酸」であり、100% 硫酸より酸性度が高い酸として定義されます。超酸は永久に水をプロトン化します。
酸強度を決定する要因
なぜ強酸がそれほどよく解離するのか、または特定の弱酸が完全にイオン化しないのはなぜなのか疑問に思うかもしれません.いくつかの要因が関係します。
- 原子半径 : 原子半径が大きくなると酸性度も大きくなります。たとえば、HI は HCl よりも強い酸です (ヨウ素は塩素よりも大きな原子です)。
- 電気陰性度 : 周期表の同じ周期の共役塩基の電気陰性度が高いほど (A-)、より酸性です。
- 電荷: 原子の電荷が正であるほど、酸性度が高くなります。言い換えれば、負電荷を持つものからよりも中性種から陽子を取る方が簡単です.
- 平衡:酸が解離すると、その共役塩基と平衡に達します。強酸の場合、平衡は生成物を強く支持するか、化学式の右側にあります。強酸の共役塩基は、塩基としての水よりもはるかに弱いです。
- 溶媒: ほとんどのアプリケーションでは、強酸は溶媒としての水に関連して議論されています。ただし、非水溶媒では酸性と塩基性に意味があります。たとえば、液体アンモニアでは、酢酸は完全にイオン化し、強酸と見なされる場合がありますが、水中では弱酸です。