出自維基百科,自由嘅百科全書
跳去: 定向搵嘢
常見嘅強酸──硫酸嘅立體模型

嘅傳統定義係喺水入面之後,溶液入面氫離子嘅濃度,大過純水入面氫離子濃度嘅化合物。換言之,酸性溶液嘅pH值細過7。酸嘅味道通常都係酸,而且酸係會同之類嘅金屬產生化學反應,又可以同鹽基中和,出水同鹽。酸有無機酸同埋有機酸兩種。

定義[編輯]

化學入面嘅酸有三種定義:

酸鹼電離理論[編輯]

瑞典科學家阿瑞尼士(Svante Arrhenius)喺1884年發現酸嘅出現係因為氫離子。佢將酸定義做一個溶喺水入面之後會解離出水合氫離子(H+)嘅物質[1]

酸鹼質子理論[編輯]

1923年,化學家Johannes Nicolaus BrønstedThomas Martin Lowry同時發現中和反應入面係會有質子轉移。呢個定義係指可以放質子(氫離子,H+)嘅分子或者離子都係酸(布忍斯特酸)。 呢個理論比酸鹼電離理論有個優勝之處,例如有機酸醋酸(CH3COOH)嘅化學反應:

Acid-base.png

雖然兩個理論都好易講到第一個反應:CH3COOH 溶解喺水之後有放到H3O+,而且佢亦畀咗質子水。但係喺第二個例入面CH3COOH 亦都有同一個變化,但係佢只係畀咗質子(NH3),而無放到水合氫離子。呢個理論可以形容埋分子化合物,而阿瑞尼士個定義一定要離子化合物先用得着。氯化鈉(HCl)同氨喺唔同情況都可以合成氯化銨,NH4Cl。溶解咗嘅氯化鈉好似鹽酸咁,會出水合氫離子同埋氯離子。以下化學反應可以睇到酸鹼電離理論嘅限制:

  1. H3O+(aq) + Cl(aq) + NH3 → Cl(aq) + NH4+(aq)
  2. HCl() + NH3() → NH4Cl(s)
  3. HCl(g) + NH3(g) → NH4Cl(s)

兩個定義都可以用喺第一個例,因為水係溶劑而且出咗水合氫離子。但係之後兩個反應無離子出但依然有質子轉移。喺第二個反應入面,溶咗入苯嘅氯化鈉同氨產生固體嘅氯化銨,而第三個反應入面氣體氯化鈉同氨產生固體嘅氯化銨。

酸鹼電子理論[編輯]

美國物理化學家路易士(Gilbert Newton Lewis)將酸定義做電子嘅接受者,呢個係範圍最廣泛嘅定義,因為路易士酸鹼並唔需要或者存在。

酸嘅性質[編輯]

金屬鹽酸起反應,產生氫氣(泡泡)。
燒杯入面嘅鹽酸阿摩尼亞起反應,產生氯化氨(白煙)。
  • 有酸味
  • 酸性溶液(包含酸溶液)可以令通用酸鹼指示劑變成偏暖色。主要係因為酸可以放出氫離子(H+)。
其他指示劑:
  • 藍色石蕊試紙:酸可以將藍色石蕊試紙(一張可以顯示酸性嘅紙)變成紅色。
  • 甲基橙:當pH值係0至3.1,酸可以令甲基橙由黃色變成紅色;當pH值係3.1至4.4,酸可以令甲基橙由黃色變成橙色。
  • 酸基本上唔會令到酚酞變色,應該維持無色,但係同如果pH值細過0,酚酞會變成橙紅色;pH係0至8.2就無色透明;pH係8.2至12就係粉紅色;pH大過12就無色。
  • 所有酸嘅水溶液都可以導電,因為有氫離子及酸根離子,佢哋可以喺電極之間交換電荷,從而導電。所以酸亦係一種電解質。
  • 同活潑金屬單質反應:
稀酸可以同金屬單質(好似等等)產生反應,產生鹽同氫氣。
稀酸 + 金屬 → 氫氣 + 鹽
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
睇埋:金屬活動性順序
  • 稀酸唔會同銅、汞、銀、鉑、金呢啲金屬反應。稀硝酸同金屬嘅反應特別啲,佢會同金屬產生氧化還原反應,出一氧化氮(NO,無色氣體)而唔出氫氣,只有極稀嘅硝酸先會同金屬緩慢反應產生少量氫氣。所以工業入面好少會直接用硝酸整硝酸鹽,多數用置換反應整。
  • 要注意嘅係金屬單質(Pb)同稀酸(特別係硫酸H2SO4同鹽酸HCl)嘅反應入面,因為鉛嘅活性較低,開頭反應速度超慢,而且呢個反應重會好快停。因為氯化鉛PbCl2同硫酸鉛PbSO4都係冇水溶性嘅固體,佢會喺金屬鉛面形成保護膜阻止金屬鉛同酸反應,而令呢個反應慢慢停止。
  • 鉀(K)同埋鈉(Na)因為太過活躍,會同稀酸產生危險嘅爆炸性反應,所以工業上唔會用呢個方法整鉀鹽同鈉鹽。
  • 鋁雖然都好活躍,但佢一暴露喺空氣就會同空氣入面嘅氧氣產生緻密氧化物保護膜,會阻止之後酸同金屬鋁嘅接觸反應,所以金屬鋁唔計。鋁可以同稀嘅強酸(好似稀鹽酸、稀硫酸等)進行反應,產生氫氣同相應嘅鋁鹽。常溫之下,鋁喺濃硝酸同埋濃硫酸中被鈍化,冇反應,所以濃硝酸係用鋁罐(可維持大概180個鐘)運輸。
酸 + 鹼 → 鹽 + 水。主要係因為酸入面嘅氫離子(H+)同入面氫氧根離子(OH)結合成水(H2O),係複分解反應
HCl + NaOH → H2O + NaCl
H+ + OH → H2O
  • 同金屬氧化物發生反應,產生鹽同埋水
酸 + 金屬氧化物 → 水 + 鹽
2H+ + O2− → H2O
2HCl + CuO → CuCl2 + H2O
H2SO4 + CuO → CuSO4 + H2O
  • 同碳酸鹽反應產生鹽、二氧化碳同埋水
碳酸鹽 + 稀酸 → 盐 + 二氧化碳 + 水
Na2CO3 + 2HCl → 2NaCl + CO2 + H2O
Na2CO3 + H2SO4Na2SO4 + CO2 + H2O
CaCO3 + 2HCl → CaCl2 + CO2 + H2O
CaCO3 + H2SO4 → CaSO4 + CO2 + H2O
  • 同碳酸氫鹽反應產生鹽、二氧化碳同埋水
碳酸氫鹽 + 稀酸 → 鹽+ 二氧化碳 + 水
NaHCO3 + HCl → NaCl + CO2 + H2O
2NaHCO3 + H2SO4 → Na2SO4 + 2CO2 + 2H2O
Ca(HCO3)2 + 2HCl → CaCl2 + 2CO2 + 2H2O
Ca(HCO3)2 + H2SO4 → CaSO4 + 2CO2 + 2H2O
酸 + 鹽 → 新鹽 + 新酸(強酸 → 弱酸)
2HCl + Na2CO3 → 2NaCl + H2O + CO2
H2SO4 + Ba(ClO3)2 → BaSO4 + 2HClO3

用途[編輯]

汽水入面有碳酸

酸有好多唔同用途,例如可以用來酸洗,整走鐵鏽同埋其他金屬嘅腐蝕,亦可以喺濕電芯入面做電解質,好似車電芯入面嘅硫酸

而好似硫酸咁嘅強酸,喺處理礦物嘅時候好常用。例如磷酸礦物會同硫酸產生可以用來做磷酸肥料嘅磷酸

喺工業入面,整鹽係透過酸嘅中和。就例如硝酸會同產生肥料硝酸銨,而羧酸就可以同酒精酯化,產生

酸亦都可以加落嘢飲同食物入面調味,而且當防腐劑。磷酸汽水嘅其中一種成份,碳酸更係汽水嘅重要成份。日常用品入面亦都有醋酸,而檸檬酸就可以當防腐劑。

酒石酸係未熟嘅芒果同埋羅望子嘅一個重要成份,天然生果蔬菜亦都有酸,橙、檸檬同其他柑橘類生果有檸檬酸;蕃茄、菠菜、楊桃有草酸

維他命C呢種人體必要嘅維他命亦都係一種酸,檸檬、柑橘類水果、番石榴同好多其他生果都有。

有啲酸亦都可以當藥用,乙酰水楊酸(亞士匹靈)就可以用嚟止痛同醫病。

而喺身體入面,鹽酸喺個胃到消化食物。氨基酸合成蛋白質,修補身體組織同埋發育,而脂肪酸亦可以修補身體組織同埋發育。核酸就用嚟生產DNA、RNA 同埋傳送基因訊息畀後代。而碳酸就可以保持身體pH值平衡。

天然嘢食存在嘅酸[編輯]

檸檬入面有檸檬酸。

所有存在響天然嘢食入面嘅有機酸都係弱酸:

常見嘅酸[編輯]

無機酸[編輯]

磺酸[編輯]

羧酸[編輯]

Vinylogous carboxylic acids[編輯]

核酸[編輯]

參考[編輯]

  1. Ebbing, D.D., & Gammon, S. D. (2005). General chemistry (8th ed.). Boston, MA: Houghton Mifflin. ISBN 0-618-51177-6

出面網頁[編輯]