酸碱平衡与滴定

弱酸

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想象门口的一群人,只有少数几个走出去,大多数留在里面,进进出出还一直保持平衡。弱酸就像这样:把它丢进水里,只有一小部分分子真的放掉了它们的氢离子,其余的都还完好无缺。

正式地说,弱酸是一种在水中只部分解离的酸,它稳定在完整的酸与它的离子之间的平衡中。由于有一些酸保持未解离,这个反应就有一个有意义的、不大不小的酸解离常数 Ka——小到你必须求解平衡才能找到 pH,而不能直接从浓度读出。大多数有机酸,比如醋酸和柠檬酸,以及许多生物体内的酸,都属于这一类。

弱酸之所以重要,是因为它们是缓冲作用的主力,也是现实世界中各种酸的滴定曲线之所以有平缓而富含信息斜坡的原因。一个诚实的提醒是:「弱」是一种比较,而不是缺陷:弱酸在高浓度下仍然可以相当酸,而把它和它的共轭碱配成一对,正是缓冲液稳定能力的来源。

在一份 0.1 摩尔每升的醋酸溶液中,只有约百分之一的分子解离,所以 pH 接近 2.9——远不如同浓度的强酸酸,后者会落在 pH 1。

只有一小部分解离,所以 pH 必须由平衡求得。

解离的比例会随酸被稀释而升高,所以弱酸并没有单一固定的解离百分数——它取决于浓度。这就是为什么 pH 不像强酸那样简单地随浓度变化。