itslabtime.com

化学 · 酸碱

酸的强弱与酸的浓度

酸强度描述了离解的倾向;浓度描述了溶液中酸的量。 “强”与“弱”以及“浓”与“稀”是不同的区分。

相关实验:酸的强弱与浓度 →
酸的强弱与浓度
酸的强弱与浓度实验场景 →

意义与机制

弱的HA在水中发生解离,形成H⁺和A⁻离子。Ka值越大,在相同条件下,其解离的趋势就越明显。

在相同的浓度下,强酸和弱酸表现出不同的氢离子浓度。 尽管稀释弱酸可能会增加其解离比,但氢离子浓度本身可能会降低。

关系与条件

对于一种一价弱酸,忽略水自电离,则 Ka = x²/(C−x),其中 x 代表由于电离产生的氢离子浓度。 pH 值取决于实际的 H⁺ 浓度,而不是仅仅根据酸的名称来确定。

只有当 x 远小于 C 时,C−x 才可以被近似为 C。 极稀溶液以及在多个阶段发生离解的酸,需要额外的平衡。

观察实验中需要注意的事物

酸的强度是指其易于离解的趋势,浓度是指单位体积中酸的量。它可以用 pH = −log₁₀[H⁺] 和 α = [H⁺]/C 来定义。

25℃是单质酸的理想浓度平衡。对于弱酸,使用精确的方程:x² + Ka*x - Ka*C = 0。活性和多样性资产不考虑。水的自离子化仅在 [H⁺] ≥ 10⁻⁶ mol/L 时被忽略(显著大于 10⁻⁷)。整个输入范围都满足此条件。Ka = 1.8×10⁻⁵ 是一种醋酸的例子。粒子比例取整到最近的 100。

关键关系与符号

Ka = x²/(C−x) · x = 2KaC/(√(Ka²+4KaC)+Ka)

符号及公式中使用的单位
符号含义单位
Ka酸解离常数在标准条件下
C, x正式的酸浓度和解离量mol/L

工作实例

当相同弱酸进行稀释时,pH值和离解度如何变化?

如果以相同的 Ka 稀释,[H⁺] 降低,pH 增加。同时,所有酸的电离比 α 增加。在相同的温度下,Ka 保持不变。

常见误解

  • 弱酸并非一定是指稀酸。

通过实验探索这个概念

参考文献

OpenStax · 化学 2e (英文)