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问:为什么强酸在冰醋酸中可以比较出其酸性强弱?
想要回答这个问题,还是得回到酸电离的机理上。涉及到溶剂的区分和拉平效应。
以在水溶液中的弱酸醋酸为例:
CH3COOH+H2OCH3COO-+H3O+
醋酸分子在水中发生电离的时候,其实是醋酸分子和水分子之间发生反应。通过以上方程式可以发现:该电离过程可以发生,其实主要就是对比CH3COO-和质子的结合能力以及H2O分子和质子的结合能力。
CH3COOH+H2OCH3COO-+H3O+
HClO+H2OClO-+H3O+
对于CH3COOH以及HClO来说,H2O分子和质子的结合能力一样,因此这个时候酸性的强弱(Ka的大小)主要就是取决于CH3COO-和ClO-对质子的结合能力。在水溶液中,两种酸的Ka具有明显的差别,因此在水溶液中中两种酸具有明显的酸性强弱,这种时候水溶液可以对两种酸体现出区分结果,因此水溶液可以称为这两种酸的区分溶剂。
然而对于两种强酸,以HCl和HNO3为例,
HCl=H++Cl-
HNO3=H++NO3-
NO3-和Cl-对质子的结合能力相对于H2O分子和质子的结合能力可以忽略,因此无法在水溶液中区分HCl和HNO3的酸性强弱,此时水就是拉平溶剂。
因此要区分强酸的酸性强弱,就应该选择溶剂分子对质子的结合能力弱于H2O分子和质子的结合能力。
在一些选项中可能会出现液氨,那液氨到底可不可以呢?液氨是氨气加压得到的,具有氨气一样的性质,也存在一定的碱性,因此液氨和质子的结合能力要远大于水分子的结合能力,所以将HCl和HNO3溶入液氨中时,依然无法体现酸根离子对质子结合能力的强弱。
正确答案应该是冰醋酸。冰醋酸对质子的结合能力较弱,因此当强酸溶入冰醋酸中后,其在冰醋酸中体现的酸性强弱(Ka的大小)就是其酸根离子对质子的结合能力。结合能力越强,电离出的氢离子越少,即酸性越小。
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