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酸字屬於夋字族。在夋字族裡,夋字都是聲符兼義符。夋字族漢字都與「尖銳」之義有關。酸的本義是「醋」,引申義是「醋的味道」。酸的現代化學定義:電離時生成的陽離子全部是氫離子(H+)的化合物叫做酸,與鹼相對。酸鹼質子理論涉及的酸概念:酸鹼離子理論是阿累尼烏其斯(Arrhenius)根據他的電離學說提出來的。他認為在水中能電離出氫離子並且不產生其它陽離子的物質叫酸。鹽酸(HCl)、 硫酸(H2SO4)、硝酸( HNO3 )、磷酸(H3PO4) 碳酸(H2CO3) 在水溶液中電離時,產生的陰離子(酸根)雖然各不相同,但產生的陽離子(H+)卻是相同的 , 因此它們在性質上有共同的地方,例如具有酸味;能溶解許多金屬;能使紫色石蕊試紙變紅等等,這些性質實際上就是H+的性質。

1 酸 -字義

酸 suān  字從酉從夋。「酉」意為「(有機物)腐敗」,「夋」意為「尖銳」、「尖厲」。「酉」與「夋」聯合起來表示「有機物腐敗后產生的一種具有尖銳感的味覺」或「一種鼻嗅和口嘗時都具有尖銳感的有機物」。本義:醋(vinegar)。引申義:醋的味道(taste of vinegar; sour)。


 

2 酸 -基本簡介

酸是一類化合物的統稱,分為無機酸和有機酸。酸在化學中狹義的定義是:在水溶液中電離出的陽離子全部都是氫離子的化合物(比如H2SO4是酸,而NaHso4不是)。此定義稱為-{zh-hk:阿瑞尼士;zh-cn:阿侖尼烏斯}-(S. Arrhenius)酸。這類物質大部分易溶於水中,少部分,如:硅酸,難溶於水.酸的水溶液一般可導電,其導電性質與其在水中電離度有關,部分酸在水中以分子的形式存在,不導電;部分酸在水中離解為正負離子,可導電。較廣義的定義,則認為反應中能提供質子的是酸,反之為鹼,此定義稱為布忍斯特(J. M. Bronsted)-羅瑞(T. M. Lowry)酸。另外還有被稱為-{zh-hk:劉以士;zh-cn:路易斯}-(G. N. Lewis)酸的定義,定義酸為電子對的接受者,範圍更為廣泛。酸可以和鹼進行中和作用(neutralization),生成水和鹽。

根據酸在水溶液中電離度的大小,有強酸和弱酸之分 ,一般認為,強酸在水溶液中完全電離,如鹽酸、硝酸;弱酸在水溶液中部分電離,如乙酸、碳酸[1]。

比較酸的強度,可比較它們在一種鹼中的離解常數。根據廣義的定義,水就是一種鹼,故對弱酸,比較在水中的離解常數即可。這叫「水的區分效應」。強酸之間的比較,不能用水,這叫水的「拉平效應」;不過可以使用更強的鹼。像乙酸這樣的弱酸,幾乎不在水中電離,使水的區分效應不明顯,可使用更強的鹼。

根據酸中所含的可電離的氫離子數目的多少,可分為一元酸(如HCl、CH3COOH)、二元酸(如H2CO3、H2C2O4)、三元酸(如H3PO4)。根據酸中是否含氧,可分為無氧酸和含氧酸。無氧酸都稱為氫某酸 ,如氫硫酸(H2S)、氫溴酸(HBr)、氫碘酸(HI)、氫氟酸(HF)、氫氰酸(HCN)等。含氧酸的種類比較多 ,如 HClO=次氯酸,HClO2=亞氯酸,HClO3=氯酸,HClO4=高氯酸(也稱過氯酸)。 酸的用途很廣 , 幾乎重要的工業都要使用各種酸。酸對於人體的生理活動也至關重要,人的體液必須保持一定酸度。

含氧酸的命名﹕對於分子中只含一個成酸元素的簡單含氧酸﹐將其較為常見的一種稱某酸﹐其他含氧酸按成酸元素的氧化數較某酸高﹑低或有無過氧─O─O─結構而命名。例如氯酸HClO3(氯的氧化數為+5)﹑高氯酸HClO4(氧化數+7)﹑亞氯酸HClO2(氧化數為+3)﹑次氯酸 HClO(氧化數+1)﹔又如HSO﹑HSO8中含有─O─O─鍵﹐稱過氧一硫酸﹑過氧二硫酸。兩個簡單含氧酸縮去一分子水後生成的酸稱焦酸(或稱一縮某酸)﹐例如﹕

也有用重作詞頭來命名的﹐例如﹕

簡單含氧酸脫去(全部)氫氧基而生成的基稱醯基﹐如─SO─稱硫醯基﹐CrOCl稱鉻醯氯。

若把含氧酸的化學式寫成MO(OH)(M為金屬)﹐就可以根據 值來判斷常見含氧酸的強弱﹕
=0 極弱酸﹐如硼酸H3BO3

3 酸 -化學性質

酸一般有腐蝕性。弱酸在水溶液中存在電離平衡如下:

[HA]﹑[H ]﹑[A-]分別是HA﹑H ﹑A-的物質的量濃度﹐是弱酸HA的電離平衡常數。例如﹐298K時乙酸的電離常數為1.8×10-5﹐氫氟酸為7.2×10-4。電離平衡常數隨弱電解質的濃度和溫度有很小的變化。

在一定溫度下﹐弱酸的電離度因溶液變稀而增大﹐如0.10﹑1.0×10-3﹑1.0×10-4乙酸的電離度分別為1.34﹑13.4﹑42%﹐無限稀釋時完全電離。

多元弱酸的電離是分步進行的。例如﹐磷酸分三步電離﹐每步都有相應的電離平衡常數:

水是無機化合物極好的溶劑﹐離子能被水分子強烈吸引而穩定﹐酸中 H 是裸露的質子﹐直徑為10-3皮米﹐能強烈地與水分子結合成H3O 。例如﹐水合高氯酸晶體HClO4.H2O實際上是由HO 和ClO4-組成﹐在水溶液中HO 和其他三個水分子結合成HO。目前常用H表示水溶液中的氫離子。

酸的通性:

(1)跟指示劑反應
紫色石蕊試液遇酸變紅色
無色酚酞試液遇酸不變色

(2)跟活潑金屬起置換反應 酸 +金屬 == 鹽+ 氫氣
2HCl+Fe=FeCl2+H2↑

(3) 跟鹼性氧化物反應 +酸性氧化物 → 鹽+ 水
3H2SO4+ Fe2O3=Fe2(SO4)3+3H2O

(4)跟某些鹽反應 酸 +鹽 → 新酸+ 新鹽
H2SO4+BaCl2=2HCl+BaSO4↓

(5)跟鹼起中和反應 酸+ 鹼 → 鹽+ 水

2HCl+Cu(OH)2=CuCl2+2H2O

像以上的 (3)(4)(5)反應中,都是兩種化合物互相交換成分,生成新的兩種化合物,我們把它叫做複分解反應。

複分解反應是有一定的要求的,要求反應物必須要溶於水,而且生成的產物中必須要有氣體或沉澱或弱電解質(其中1個即可)。

正如 Na2CO3 +2HCl == 2NaCl +H2O +CO2↑ 這裡有氣體生成,(也有水生成)

BaCl2 +Na2SO4 == BaSO4↓+ 2NaCl 這裡BaSO4是一種不溶於水的沉澱
比如像 NaCl 和H2SO4 混合,既沒有氣體,也沒有沉澱,也沒有弱電解質生成。所以實質上他們不反應。
但像CaCO3 HCl, 情況又不一樣,敬請參考複分解反應的詳細解答。這裡不做展開。
所以,判斷是否能和酸反應,可以以這個為一個參考依據。

4 酸 -正文

通常指其水溶液具有酸味,使紫色石蕊變紅,能與鹼作用生成鹽,能溶解許多金屬的物質。

分類和命名

根據酸在水溶液中電離度的大小,分為強酸和弱酸;根據酸中可電離氫離子的數目,分為一元酸(如HCl、CH3COOH)、二元酸(如H2C2O4、H2SO4)和三元酸(如H3PO4)等;根據酸中含氧與否,分為含氧酸和無氧酸。

無氧酸稱氫某酸,其中除氫氯酸HCl(鹽酸)、氫溴酸HBr和氫碘酸HI外都是弱酸,如氫氟酸HF和氫硫酸H2S等。含氧酸的命名:對於分子中只含一個成酸元素的簡單含氧酸,將其較為常見的一種稱某酸,其他含氧酸按成酸元素的氧化數較某酸高、低或有無過氧-O-O-結構而命名。例如氯酸HClO3(氯的氧化數為+5)、高氯酸HClO4(氧化數+7)、亞氯酸HClO2(氧化數為+3)、次氯酸 HClO(氧化數+1);又如H2SO5、 H2S2O8中含有-O-O-鍵,稱過氧一硫酸、過氧二硫酸。兩個簡單含氧酸縮去一分子水後生成的酸稱焦酸(或稱一縮某酸),例如:

酸

也有用重作詞頭來命名的,例如:

酸

簡單含氧酸脫去(全部)氫氧基而生成的基稱醯基,如-SO2-稱硫醯基,CrO2Cl2稱鉻醯氯。
若把含氧酸的化學式寫成MOm(OH)n(M為金屬),就可以根據m值來判斷常見含氧酸的強弱:
m=0 極弱酸,如硼酸H3BO3
m=1 弱酸,如亞硫酸H2SO3、磷酸H3PO4
m=2 強酸,如硫酸H2SO4、硝酸HNO3
m=3 極強酸,如高氯酸HClO4
性質  酸一般有腐蝕性。弱酸在水溶液中存在電離平衡如下:

酸

【HA】、【H】、【A-】分別是HA、H、A-的物質的量濃度,KHA是弱酸HA的電離平衡常數。例如,298K時乙酸的電離常數為1.8×10-5,氫氟酸為7.2×10-4。電離平衡常數隨弱電解質的濃度和溫度有很小的變化。

在一定溫度下,弱酸的電離度因溶液變稀而增大,如0.10、1.0×10-3、1.0×10-4Μ乙酸的電離度分別為1.34、13.4、42%,無限稀釋時完全電離。

多元弱酸的電離是分步進行的。例如,磷酸分三步電離,每步都有相應的電離平衡常數:

酸

水是無機化合物極好的溶劑,離子能被水分子強烈吸引而穩定,酸中 H是裸露的質子,直徑為10-3皮米,能強烈地與水分子結合成H3O。例如,水合高氯酸晶體HClO4·H2O實際上是由H3O和ClO嬄組成。在水溶液中H3O和其他三個水分子結合成H9O嬃。目前常用H峆表示水溶液中的氫離子。

酸度  1909年丹麥化學家S.P.L.索倫森建議用pH來表示【H】。pH=-lg【H】。

酸性 【H】>【OH-】 pH<7
中性 【H】=【OH-】 pH=7
鹼性 【H】<【OH-】 pH>7


可用pH試紙或酸度計(pH計)來檢測溶液的pH值。

應用  酸的用途很廣,許多工業和實驗室都要用酸,常用的有硫酸、鹽酸、硝酸。許多化學反應在水溶液中進行,pH值很重要。如將二氧化碳通入含Ca2的溶液,能否得到碳酸鈣沉澱,取決於溶液的pH值。某些反應須在恆定的pH值下進行,為此常用弱酸(鹼)及其鹽的溶液作緩衝溶液。正常人的血液pH=7.4(其中含有H2CO3和HCO婣、H2PO嬄和HPO娸),稍微變動就會生病。

5 酸 -常見的酸

①鹽酸(HCl)大多數氯化物均溶於水,電位序在氫之前的金屬及大多數金屬氧化物和碳酸鹽都可溶於鹽酸中,另外,Cl—還具有一定的還原性,並且還可與很多金屬離子生成配離子而利於試樣的溶解。常用來溶解赤鐵礦(Fe2O3)、輝銻礦(sb2s3)、碳酸鹽、軟錳礦(MnO2)等樣品。

②硝酸(HNO3)具有較強的氧化性,幾乎所有的硝酸鹽都溶於水,除鉑、金和某些稀有金屬外,濃硝酸幾乎能溶解所有的金屬及其合金。鐵、鋁、鉻等會被硝酸鈍化,溶解時加入非氧化酸,如鹽酸除去氧化膜即可很好的溶解。幾乎所有的硫化物也都可被硝酸溶解,但應先加入鹽酸,使硫以H2S的形式揮發出去,以免單質硫將試樣裹包,影響分解。除此之外,硝酸還很不穩定,在加熱或光照的條件下能夠分解成水、二氧化氮和氧氣,並且硝酸濃度越高,就越容易分解。硝酸還有強氧化性,它能跟一些金屬、非金屬及還原性物質反應,結果,氮元素化合價降低,變為二氧化氮或一氧化氮(濃硝酸與金屬非金屬等反應生成二氧化氮,稀硝酸則生成一氧化氮)。

③硫酸(H2SO4)除鈣、鍶、鋇、鉛外,其它金屬的硫酸鹽都溶於水。熱的濃硫酸具有很強的氧化性和脫水性,常用於分解鐵、鈷、鎳等金屬和鋁、鈹、銻、錳、釷、鈾、鈦等金屬合金以及分解土壤等樣品中的有機物等。硫酸的沸點較高(338℃),當硝酸、鹽酸、氫氟酸等低沸點酸的陰離子對測定有干擾時,常加硫酸並蒸發至冒白煙(SO3)來驅除。

濃硫酸還有一些特殊性質:

『吸水性』濃硫酸可吸收物質表面的是存水、結晶水合物中的結晶水和氣態物質中的水蒸氣。例如,將濃硫酸敞口放在空氣中,它將會吸收空氣中的水蒸氣,結果濃度變低。 『脫水性』濃硫酸能將某些有機物中的H、O元素以2:1的原子個數比脫出來,並生成水。 『強氧化性』濃硫酸能跟一些金屬、非金屬及還原性物質反應,結果,硫元素化合價降低,變為二氧化硫。

④磷酸(H3PO4)磷酸根具有很強的配位能力,因此,幾乎90%的礦石都能溶於磷酸。包括許多其它酸不溶的鉻鐵礦、鈦鐵礦、鈮鐵礦、金紅石等,對於含有高碳、高鉻、高鎢的合金也能很好的溶解。單獨使用磷酸溶解時,一般應控制在500~600℃、5min以內。若溫度過高、時間過長,會析出焦磷酸鹽難溶物、生成聚硅磷酸粘結於器皿底部,同時也腐蝕了玻璃。

⑤高氯酸(HClO4)熱的、濃高氯酸具有很強的氧化性,能迅速溶解鋼鐵和各種鋁合金。能將Cr、V、S等元素氧化成最高價態。高氯酸的沸點為203℃,蒸發至冒煙時,可驅除低沸點的酸,殘渣易溶於水。高氯酸也常作為重量法中測定SiO2的脫水劑。使用HClO4時,應避免與有機物接觸,以免發生爆炸。</P>

⑥氫氟酸(HF)氫氟酸的酸性很弱,但 F—的配位能力很強,能與 Fe(Ⅲ)、Al(Ⅲ)、Ti(Ⅳ)、Zr(Ⅳ)、W(Ⅴ)、Nb(Ⅴ)、Ta(Ⅴ)、U(Ⅵ)等離子形成配離子而溶於水,並可與硅形成SiF4而逸出。

6 酸 -中醫學


「能收、能澀」,即具有收斂、固澀的作用。一般固表止汗、斂肺止咳、澀腸止瀉、固精縮尿、固崩止帶的藥物多具有酸味。酸味葯多用治體虛多汗、肺虛久咳、久瀉腸滑、遺精滑精、遺尿尿頻、崩帶不止等證。如五味子固表止汗、烏梅斂肺止咳、五倍子澀腸止瀉、山茱萸澀精止遺以及赤石脂固崩止帶等。

7 酸 -參考資料

[1] 百度 http://baike.baidu.com/view/114958.htm
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