酸碱平衡与滴定
强酸
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想象你把一袋糖倒进水里,发现每一粒都溶化了,底下一点不剩。强酸对待它的氢离子也是这样:把它丢进水里,几乎全部都会一下子放掉质子,毫无保留。
确切地说,强酸是一种在水中完全(或几近完全)解离的酸——每个分子都把氢离子给予溶剂,所以水合氢离子的浓度等于你加入的酸的浓度。剩下的未解离的酸已没有任何有意义的量,这正是强酸没有可用 Ka 值的原因:平衡偏向生成物偏得太远,常数大得惊人。一份短短的名单,包括盐酸、硝酸、硫酸和高氯酸,就涵盖了常见的情况。
强酸之所以重要,是因为它们的 pH 可以直接由浓度轻松预测,并且它们给出最陡峭的滴定跳变。两个诚实的提醒是:「强」指的是完全解离,并不一定意味着危险或浓,而且在浓度极低时,你不能忽略水本身通过自质子解离贡献的那一点点额外氢离子。
一份 0.01 摩尔每升的盐酸溶液完全解离,所以它的水合氢离子浓度也是 0.01 摩尔每升,pH 就是 2——直接从浓度读出,不需要平衡计算。
完全解离使水合氢离子浓度等于酸的浓度。
强不等于浓。一份稀的强酸是完全解离的,pH 却可以很高;而一份浓的弱酸大部分仍未解离,却可能相当腐蚀——强度描述的是解离,浓度描述的是量。
另见