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硫酸和高氯酸都是强酸,在水溶液中都能完全电离。
但是根据元素周期律我们知道,高氯酸的酸性要强于硫酸,对此我们如何理解呢?
同样,HNO3和HCl也是常见的强酸,那么它们之间的强弱又是怎样的呢?
酸在溶剂的作用下发生电离的程度,除了和酸本身的固有性质有关,还与溶剂的性质有关。酸在水溶液中的电离,事实上是溶质分子和溶剂水分子之间争夺质子的过程。
HA + H2O = H3O++ A-
在水溶液中,高氯酸、硝酸和盐酸都是强酸,是因为水分子对质子的吸引能力较强,这些质子传递过程都进行得很彻底:
HNO3+H2O = H3O++ NO3-
HCl + H2O = H3O++ Cl-
如果换一种结合质子能力较弱的溶剂,例如把这些酸溶解在醋酸中,则它们都不能完全电离。
HNO3+CH3COOH≒CH3COOH2++ NO3-
HCl + CH3COOH≒CH3COOH2++ Cl-
这样根据它们在醋酸溶剂中电离程度的大小就可以区分其酸性的强弱,经实验测定,HNO3、H2SO4、HClO4等强酸在醋酸溶剂中的酸性强度之比为HNO3:H2SO4:HClO4=1:30:400。
这种利用溶剂把不同酸的酸性区分开来的效应就叫做区分效应,对应的溶剂叫做区分试剂,例如醋酸就是H2SO4和HClO4的区分试剂,而水则是HCl和CH3COOH的区分试剂。
反之,换一种吸引质子能力强的溶剂,例如液氨,在液氨溶剂中HCl和CH3COOH都能完全电离(发生类似于水溶液里的质子传递过程):
HCl + NH3= NH4++ Cl-
CH3COOH + NH3= NH4++ CH3COO-
所以说,在液氨溶剂里,HCl、CH3COOH都属于“强酸”,这两种酸被拉到了同一水平,这种效应叫做“拉平效应”,对应的溶剂液氨就是盐酸和醋酸的“拉平试剂”。
同样道理,水是高氯酸、硫酸、盐酸、硝酸的“拉平试剂”。

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