硫酸这么厉害,真的什么都能融化吗?
学习化学的时候,我们就可以清楚地知道硫酸是一种腐蚀性十分强的一种液体。有人可能就会提出这样的疑问了,硫酸这么厉害,它真的可以什么都融化吗?其实从本质上讲硫酸这一种液体的腐蚀性的确是很厉害,但是也并不是什么东西都能够用硫酸这种液体来融化。例如我们平常所见的陶瓷,玻璃以及金等等物质硫酸就没有办法将它们融化。因为硫酸根上面的这一些物质根本就不会发生化学反应。
一、硫酸无法融化物质学习了硫酸的这一种物质,我们可以知道它具有强氧化性,并且会跟自然界中的大部分物质会发生一定的反应,同时会造成自然界中有一部分会被硫酸腐蚀的现象。然而,我们自然界中也存在有物质,是不怕硫酸的。我们平常见到的玻璃,陶瓷以及钯,它们是不会跟硫酸发生任何化学反应,也不会被硫酸腐蚀。
二、硫酸的性质在正常情况下,我们看到的硫酸都是一种无色无味的液体。硫酸这一种液体的物理性质也是非常特别的。首先硫酸这一种物质的密度要比我们平常所见到的水的密度要大一些,另外它的沸点也要比正常情况下水的沸点要高出两百多度,但是它却可以跟我们平常中的水以任何比例进行混合。我们平常在化学中会碰到不同浓度的硫酸,其实硫酸按照它的浓度差异可以分为稀硫酸和浓硫酸两种。硫酸不仅仅只有液体这一个状态,它还可以被人类制成一种气体状态。硫酸这一种物质最特别的化学性质就是氧化性以及它的脱水性。
三、综合硫酸这种物质虽然能够腐蚀自然界中很多物质,但是自然界中也存在一些物质它们是不怕硫酸的。
酸的酸性强弱完全是看在一定温度和浓度下,电离出来的氢离子的浓度的大小
氧化性硝酸强,还原性盐酸强,一般而言同浓度相同外界环境下硝酸强
同浓度时硫酸应该强一些。
在水溶液中因拉平效应,酸性一样强;但在更强酸性溶液中,如醋酸溶液,硝酸酸性更强。另:酸性指接受电子能力(路易斯酸碱理论)不受酸浓度影响。
对无机酸酸性的强弱的判断是一个重点和难点。下面我将系统介绍一下。
判断酸性的唯一标准就是判断其中的氢原子在水中是否易电离成氢离子。一种酸越易电离,它的酸性越强。例如硫酸,它在水中的一级电离度是百分之一百,也就是说硫酸的氢原子全部电离成氢离子,因此硫酸是强酸。
还有我想说的就是一味的追求知道哪个酸的酸性强和弱好像也没有什么特别重要的意义!不要把一些普通的知识过细化!没有必要的!
例如盐酸
硫酸
硝酸都是强酸!它们在相同情况下时!酸性差不多的!没有必要再来比较强弱的了!只是它们在氧化性上,以及其它方面会因酸根离子的不同而在性质上有不同之处!这才是你要知道的东西!物质的个性!
我知道要你接受我的意见有点儿难!我很厌恶一些老师把一些简单的知识复杂化!本来易懂的经他她们加工后反而让人不懂了!为什么呢?因为他她们本身没有从本质上理解知识的本身!我发现在这个世上真正的高手不多!!!
高氯酸是最强的无机含氧酸。
HI酸性似乎还要弱一点。电离度大约95%。
一般把酸性超过100%硫酸的酸称为超[强]酸。
以下引用自百度百科:
氟硫酸和五氟化锑按1:0.3(摩尔比)混合时,它的酸性是浓硫酸的1亿倍;按1:1混合时,它的酸性是浓硫酸的10亿倍。能溶解不溶于王水的高级烷烃蜡烛。
发现历史
说起超强酸的发现,还有一段故事呢!十多年前,一个圣诞节的前夕,在美国加利福尼亚大学的实验室里,奥莱教授和他的学生正在紧张地做着实验。一个学生好奇地把一段蜡烛伸进一种无机溶液里。奇迹发生了——性质稳定的蜡烛竟然被溶解了!蜡烛的主要成分是饱和烃,通常它是不会与强酸、强碱甚至氧化物作用的。但这个学生却在无意中用这种1∶1的SbF3·HSO3F的无机溶液溶解了它。奥莱教授对此非常惊愕,连连称奇。他把这种溶液称为“魔酸”,也就是后来所说的超强酸。超强酸不但能溶解蜡烛,而且能使烷烃、烯烃等发生一系列化学变化,这是普通酸难以做到的。例如,正丁烷在超强酸的作用下,可以发生 C—H键的断裂,生成氢气;发生C—C键的断裂,生成甲烷;还可以发生异构化反应生成异丁烷。在奥莱教授和他的学生这一发现的启示下,迄今为止,科学家们已经找到多种液态和固态的超强酸。液态的有 HF·SbF5、TaF5·HSO3F 等。固态的有 SbF6·SO2ZrO、SbF5·SiO2·Al2O3 等,它们都有类似于SbF5·HSO3F的性质。
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超强酸
开放分类: 酸、化学、腐蚀剂
品 名:超强酸
拼音:chaoqiangsuan
英文名称:superacid
说明:又称超酸。是一种比100%硫酸还强许多倍的酸。特别是液体超强酸,有的比100%硫酸强近10^12倍,有严重腐蚀性和严重公害。全氟磺酸树脂(Nafion-H)是现在已知的最强固体超强酸,具有耐热性能好、化学稳定性和机械强度高等特点。一般是将带有磺酸基的全氟乙烯基醚单体与四氟乙烯进行共聚,得到全氟磺酸树脂。由于Nafion-H分子中引入电负性最大的氟原子,产生强大的场效应和诱导效应,从而使其酸性剧增。与液体超强酸相比,用作催化剂时,易于分离,可反复使用。且腐蚀性小,引起公害少,选择性好,容易应用于工业化生产。
近年世界上已开发和研制了比硫酸、盐酸;硝酸酸性强几百万倍,甚至几十亿倍的超强酸。 这些超强酸,酸性极强。以HF~SbF5为例,
物质的量为1:0.3的氢氟酸和五氟化锑混合时的酸性强度要比无水硫酸(100%)的强度约大1亿倍。而HF~SbF5的物质量比1:1时其酸性估计可达无水硫酸的10万兆倍。这些超强酸如魔酸,它是五氟化锑和氢氟酸按体积比l:l混合制成的混酸。其酸度只是无水硫酸的100倍,目前,在世界市场上已有商品出售,超强酸在化学和化学工业上,极有应用价值,它既是无机及有机的质子化试剂,又是活性极高的催化剂。过去很多在普通环境下极难实现或根本无法实现的化学反应在超强酸环境中。却能异常顺利地完成。
在很长的一段时间内,人们认为王水就是酸中之王,是最强的酸了,因为即使是黄金,遇到王水也会像“泥牛入海”一样很快变的无影无踪。
直到有一天奥莱教授和他的学生偶然发现了一种奇特的溶液,它能溶解不溶于王水的高级烷烃蜡烛,人们才知道其实王水并不是最强的酸,还有比它强的酸,这就是魔酸,又叫超强酸。
从成分上看,超强酸是由两种或两种以上的含氟化合物组成的溶液。它们的酸性强的令人难以置信,比如氢氟酸和五氟化锑按1 :0.3(摩尔比)混合时,它的酸性是浓硫酸的 1亿倍;按1 :1混合时,它的酸性是浓硫酸的10亿倍。所以王水在它们面前只能是“小巫见大巫”。
硫酸酸性强。盐酸和硫酸都是强酸,在水溶液中几乎完全电离,在水溶液状态下无法比较酸性的强弱,只能在比水更难接受质子的溶液(如CH3COOH)中比较,其中在该条件下给出质子H+能力强的酸的酸性较强。据有关测量数据,酸性由强到弱依次是硫酸、盐酸、硝酸。浓硫酸酸性很强,一般把100%纯硫酸的酸性作为划分超强酸的界限,哈米特酸度函数-12.00,这时候的电离不同于水溶液中的水合电离,产生的质子酸性比H9O4+强很多。
在水溶液中,盐酸、硝酸和硫酸的第一级电离都是完全的,没有电离常数,即酸性一样强,无法比较。
相同物质的量的 盐酸、硝酸、硫酸,硫酸大于盐酸等于硝酸。酸性强弱和浓度什么的是没有关系的,酸性强弱是针对该物质本身的给质子化能力的讨论(例如HF这样自身在高浓度会发生变化的除外),至于把酸性和腐蚀性直接挂钩的就更奇怪了.腐蚀性是个非常复杂的概念,而且是没有比较标准的,包括了氧化性,还原性,络合能力,配位能力等多个方面.
下面进入正题
酸性强弱的比较,包括强酸(pKa<-1.76)请使用酸度系数
pKa=-log10Ka
质子化状态(AH)与脱质子化状态(A–)的自由能差ΔG°来计算.分子的相互作用偏向脱质子化状态时会提升Ka值(因[A–]与[AH]的比增加),或是降低pKa值.相反的,分子作用偏向质子化状态时,Ka值会下降,或提升pKa值.
举例假设AH在质子化状态下释放一个氢键给原子X,这个氢键在脱质子化状态下是欠缺的.因质子化状态有着氢键的优势,pKa值随之而上升(Ka下降).pKa值的转移量可以透过以下方程式从ΔG°的改变来计算Ka=e-(△G/RT)
其他的分子相互作用亦可以转移pKa值:只要在一个分子的滴定氢附近加入一个抽取电子的化学基(如氧、卤化物、氰基或甚至苯基),就能偏向脱质子化状态(当质子离解时须稳定余下的电子)使pKa值下降.例如将次氯酸连续氧化,就能得出不断上升的Ka值:HClO <HClO2 <HClO3 <HClO4.次氯酸(HClO)与过氯酸(HClO4)Ka值的差约为11个数量级(约11个pKa值的转移).静电的相互作用亦可对平衡状态有所影响,负电荷的存在会影响带负电、脱质子化物质的形成,从而提升了pKa值.这即是分子中的一组化学基的离子化,会影响另一组的pKa值.
△G可以通过实验测量得到
附:部分物质的pKa值(只列出第一pKa值)
- 31.30:氟锑酸
- 19.20:氟锑磺酸
- 18.00:碳硼烷酸
- 15.10:氟磺酸
- 15.10:三氟甲磺酸
- 10.00:高氯酸
- 9.50:氢碘酸
- 9.00:氢溴酸
- 8.00:盐酸
- 3.00:硫酸
- 2.00:硝酸
- 1.76:水合氢离子
1.25:草酸
2.15:磷酸
2.98:酒石酸
3.09:柠檬酸
3.15:氢氟酸
3.60:碳酸
3.75:甲酸
4.04:抗坏血酸
4.19:琥珀酸
4.20:苯甲酸
4.63:苯胺
4.74:醋酸
5.21:吡啶
6.99:乙二胺
7.00:氢硫酸
7.50:次氯酸
9.21:氢氰酸
9.24:硼酸
9.25:氨
9.33:苯甲胺
9.81:三甲胺
9.99:酚
硫酸酸性更强。
在水溶液的话都是一样的强度,这是因为强酸在水中都会完全电离,并会使水分子质子化,生成水和氢离子H3O+,而强酸根不影响酸度!决定酸度的就是水和氢离子。但是纯酸或是选用的溶剂不同则强度不一样:(在特定溶剂中)强度为:硫酸〉盐酸〉硝酸。
工业风险
虽然硫酸并不是易燃,但当与金属发生反应后会释出易燃的氢气,有机会导致爆炸,而作为强氧化剂的浓硫酸与金属进行氧化还原反应时会释出有毒的二氧化硫,威胁工作人员的健康。
另外,长时间暴露在带有硫酸成分的浮质中(特别是高浓度),会使呼吸管道受到严重的刺激,更可导致肺水肿。但风险会因暴露时间的缩短而减少。
在美国,硫酸的最多可接触分量(PEL)被定为 1 mg/m³,此数字在其他国家相若。误服硫酸有机会导致维生素B12缺乏症,其中,脊椎是最易受影响的部位。
参考资料来源:百度百科-硫酸