中强酸,是指电离常数(Ka)在10-1~10-4之间的酸(pKa=1~4)。常见的有磷酸、铬酸和草酸等。
物质简介
中强酸(Medium strong acid)
中强酸是介于
强酸和
弱酸之间的酸。没有特殊说明的,中强酸作为弱酸处理,中强碱也一样。
例:常见中强酸有H2SO3、H3PO4、H2C2O4(草酸 /
乙二酸)等。
直观的讲:可以以0.1mol/L浓度下电离度比率划分(此浓度下中强酸主要处于10%~70%),此法主观感受较强,容易理解,但会因为浓度的变化而影响判断,比如浓度提高后,铬酸电离度由大于一半变为小于一半。
以下为0.1mol/L浓度下常见中强酸和弱酸的电离程度:
强酸都按100%看待,以一级电离为主。
PS: 因2,4,6-三硝基苯甲酸等有机酸不溶于水,高铁酸(强酸性,但溶于水是微弱碱性,因为与水反应)等强氧化性酸遇水反应,此处都不做比较。
苯六甲酸(C6(COOH)6)93.3%(六元酸,次级电离被忽略,所以数值偏大)
2,4,6-三硝基苯酚85%
碘酸69.2%(碘酸在1mol/L浓度电离度为32%,但是诸如碘酸钾等强碱盐几乎不水解,所以有时被划定为强酸。*碘酸经常作为强酸弱酸分界线)
EDTA66%(内盐)
铬酸63.1%(一级电离度很高K1=4.1,但二级电离度很小,加上铬酸氢根在水溶液中聚合成重铬酸根等同多酸,所以本身只视作中强酸)
草酸51.3%(此浓度质量分数约9%)
亚磷酸50%
丙炔酸30.2%
亚硫酸29.5%
马来酸29.5%
1,3,5-苯三甲酸25.1%
磷酸23.9%
谷氨酸23%
砷酸22.4%
一氟乙酸13.8%
丙二酸11.75%
α-氯代丁酸11.22%
酒石酸9.7%
富马酸9.33%
柠檬酸8.7%
氢氟酸8%
一碘乙酸7.6%
亚硝酸7.16%
*此处一般为中强酸界限
苹果酸5.8%
氰酸5.75%
甘油酸(HOCH2CHOHCOOH)4.67%
甲酸4.24%
乙醇酸(CH2OHCOOH)3.8%
乳酸3.6%
氢硒酸3.5%
β-氯代丁酸2.88%
琥珀酸2.5%
苯甲酸2.45%
戊二酸(HOOC(CH2)3COOH)2.39%
丙烯酸2.29%
3-戊烯酸1.74%
γ-氯代丁酸1.73%
叠氮酸1.55%
3-丁烯酸1.44%
2-戊烯酸1.41%
醋酸1.33%
山梨酸1.31%
正丁酸1.23%
正戊酸1.20%
异丁酸1.17%
丙酸1.15%
焦硼酸(H2B4O7)1.12%
碳酸0.2%(加压,因常压下饱和浓度远远不到0.1mol/L)
氢硫酸0.093%
次氯酸0.053%
次溴酸0.016%
氢氰酸0.0077%
苯酚0.0033%
次碘酸0.0018%
硼酸0.000076%
偏硅酸0.000041%
由此可知,酸本身浓度不大时(0.1mol/L左右)时,部分中强酸表现出强酸性质,这也是为什么我们经常看到碘酸之类一会是强酸一会是中强酸,强酸不受浓度限制(但必须有足够电离的水)。
一般把上述浓度下的电离度小于8%(也有小于亚硝酸之说的)视为弱酸,如醋酸1.33%等。因为强酸与弱酸电离程度差距颇大,所以将此区间电离度的酸视为中强酸。
因为浓度不同电离程度不同(一般浓度越低电离度越大,氢氟酸相反),有时把单氟磷酸(H2PO3F),焦磷酸,
硫代硫酸(H2S2O3),
三氯乙酸,碘酸,等看做一元强酸,(多元酸的第一步电离使得后续电离十分困难)因为上述物质在一定浓度下第一步的电离度超过一半。高氙酸(H4XeO6)是四元酸,第一第二步完全电离,第三步电离度类似亚硫酸(20%左右),第四步电离度类似氢硫酸(0.1%左右),因此高氙酸一氢盐和正盐是碱性,被视为二元强酸。多元强酸非常复杂,高中多元强酸都按一步完全电离计算。
具体的讲:可以从
电离常数的大小来作为此界限的划分,因为电离常数不受浓度的影响,在具体计算时非常精确。
一般把10-1>Ka>10-4的酸称为中强酸,例如:磷酸,
酒石酸,
亚硫酸,
丙酮酸,
草酸,
亚硝酸等等。
而把Ka<10-4的酸称为弱酸:如
碳酸,
硼酸,
醋酸等等。
把Ka>10-1的酸称为强酸:如硒酸和
硫酸(第二步电离视浓度可能作为中强酸看)、
硝酸、
盐酸、
氢溴酸、
氢碘酸、
高氯酸,
偏高碘酸,高锰酸,高氙酸等。