无机含氧酸强度的判断方法.doc

无机含氧酸强度的判断方法摘要常见无机含氧酸呈现不同的强度,其强度与其自身的结构、组成等有密切的关系, 同时还受溶剂等的影响。在介绍有关无机含氧酸酸性强度的研究工作, 包括其经验规则的同时对其进行了评价。根据无机含氧酸酸强度计算公式, 计算了常见无机含氧酸的 pKai , 根据计算结果, 对常见无机含氧酸的强度进行了判断。通过对常见无机含氧酸酸性强度的分析, 以加深人们对其酸性的认识和理解。关键词无机含氧酸酸性强度经验规则影响因素无机含氧酸是无机化学教学中一类重要的化合物,。其中具有代表性的有 Pauling 、i 等的研究。无机含氧酸的酸强度是指其在水溶液中电离出 H +能力的大小,可用其电离常数 Ka( 或pKai) :Y-ROH +HO→Y-RO -+H 3O + 酸分子中羟基上的氢原子,在电离过程中以质子的形式脱离氧原子,转移到 H 2O分子中的孤电子对上,因此在水溶液中含氧酸的酸强度决定于与成酸元素 R相连的 O-H 键的强度,而O-H键的强度又决定于 O-H基上的电子云密度,成酸元素的原子 R通过改变 OH基上的电子云密影响成酸元素 R吸引电子的因素是多方面的,其中主要有 R的电负性、非羟基氧的原子数、,根据此公式计算出的 Ka值的大小,可作为判断含氧酸强度的标准。 1无机含氧酸强度判断的经验规则 规则[1] Pauling 根据无机含氧酸的组成和电离常数总结出 2个规则: 1)多盐基无机含氧酸的各级电离常数之比约为:K 1:K 2:K 3=1:10 5?:10 10 ?。例如,H 3PO 4的K 1、K 2、K 3分别为 ×10 3?、 ×10 8?、 ×10 13 ?,即pK 1、 pK 2、pK 3分别为 、 、 。该规律用来粗略估计许多多盐基无机含氧酸的酸性强度 pK值的大小都是简明而大体正确的。 2)无机含氧酸 XO m(OH) n的第一电离常数 K 1与m之间存在一定的关系。对于不带电荷的无机含氧酸,酸分子中所有的氧原子都连接在同一中心原子上, 该酸的 K1值的大小不依赖于与氢原子连接的氧原子数,它们的关系和示例见表 1。表1无机含氧酸的组成与酸性强度示例表 XO m(OH n) B(OH) 3 PO (OH) 3 SO 2(OH) 2 ClO 3(OH) MK1酸性强弱 O≥10 7?弱 1~10 2?较弱 2~10 3强 3~10 8很强 公式[2]i 在前人工作的基础上,提出了计算第一电离常数 K1的经验公式: pK 1=8-9m+4n (1) (1) 式中, m为中心原子的形式电荷,数值上等于它在元素周期表中族数减去它的价电子数, n为酸分子中不与氢相连接的氧原子数。(2) i 公式是 Pauling 经验规则的一个数字表示式,只是在具体的数值上稍有区别,在概念上是完全等同的。 Pauling-i 经验规则对于许多无机含氧酸都是大体适用的。但是也有例外,例如 H 2CO 3 的pK 1的值,按 Pauling 规则计算应为 2;按