酸(化合物名稱)

電離時生成的陽離子全部是氫離子(H+)的化合物叫做酸，或者溶於水並能釋放質子形成H3O+(水合氫離子）的物質也是酸。H3O+的濃度越高，溶液酸性越強。即使是純水中也存在H3O+，其濃度為10-7mol/L。這是由於質子從一個水分子跑到另一個水分子所造成的。在傳統意義上，H3O+的濃度還取決於氫離子的濃度，雖然水溶液中的大部分氫離子是以H3O+形式存在的。

基本介紹

• 中文名：酸
• 外文名：acid; sour; tart; sick at heart
• 拼音：suān
• 套用：化學產品
• 安全程度：危險品

簡介

酸是一類化合物的統稱 。

酸在化學中狹義的定義是：在水溶液中電離出的陽離子全部都是氫離子的化合物。由阿倫尼烏斯提出，此理論即為阿倫尼烏斯酸鹼理論。

廣義定義是：能夠接受電子對的物質。

這類物質大部分易溶於水中，少部分，如：矽酸，難溶於水。酸的水溶液一般可導電，其導電性質與其在水中電離度有關。部分酸在水中以分子的形式存在，不導電;部分酸在水中離解為正負離子,可導電。

酸鹼質子理論：較廣義的定義，則認為反應中能提供質子的是酸，反之為鹼，此定義稱為布朗斯特(J. M. Bronsted)-勞里(T. M. Lowry)酸。此理論為酸鹼質子理論。

Bronsted酸性是酸鹼質子理論中的概念，代表某物質釋放質子（H⁺）的能力。具體說來，某物質HA，放出H⁺後，變成A^-，則其Bronsted酸性是反應 HA = H⁺ + A^- 的平衡常數。該平衡常數越大，HA越容易釋放質子，則其Bronsted酸性越強。

路易斯酸鹼理論：由美國人路易斯(G. N. Lewis)提出。此理論定義酸為電子對的接受者，稱為路易斯酸，範圍更為廣泛。酸鹼反應是電子對接受體與電子對給予體之間形成配位共價鍵的反應。

軟硬酸鹼理論：軟硬酸鹼理論是路易斯酸鹼理論的延伸。在軟硬酸鹼理論中，酸、鹼都被分別歸為“硬”、“軟”兩種。

酸的強弱

根據酸在水溶液中電離度的大小，有強酸和弱酸之分 ，一般認為，強酸在水溶液中完全電離，如鹽酸、硝酸；弱酸在水溶液中部分電離，如乙酸、碳酸。

• 強酸：高氯酸，氫碘酸，硫酸，氫溴酸，鹽酸，硝酸，碘酸等。
• 中強酸：草酸（乙二酸），亞硫酸，磷酸，丙酮酸，，亞硝酸
• 弱酸：碳酸（有人認為是中強酸），檸檬酸，氫氟酸，蘋果酸，葡萄糖酸，甲酸，乳酸，苯甲酸，丙烯酸，乙酸(醋酸)，丙酸，硬脂酸，氫硫酸，次氯酸，硼酸
• 含氧酸﹐將其較為常見的一種稱某酸﹐其他含氧酸按成酸元素的氧化數較某酸高﹑低或有無過氧─O─O─結構而命名。例如氯酸HClO₃(氯的氧化數為+5)﹑高氯酸HClO4(氧化數+7)﹑亞氯酸HClO₂(氧化數為+3)﹑次氯酸HClO(氧化數+1)﹔又如HSO﹑H₂S₂O8中含有─O─O─鍵﹐稱過氧一硫酸﹑過氧二硫酸。兩個簡單含氧酸縮去一分子水後生成的酸稱焦酸(或稱一縮某酸)﹐也有用重作詞頭來命名的簡單含氧酸脫去(全部)氫氧基而生成的基稱醯基﹐如─SO─稱硫醯基﹐CrOCl稱鉻醯氯。 若把含氧酸的化學式寫成MO(OH)(M為金屬)﹐就可以根據 值來判斷常見含氧酸的強弱﹕ =0 極弱酸﹐如硼酸H₃BO₃

分類

1.根據有機無機分為無機酸和有機酸

有機酸是指一些具有酸性的有機化合物。最常見的有機酸是羧酸，其酸性源於羧基(-COOH)。磺酸 (-SO₃H)等也屬於有機酸。有機酸可與醇反應生成酯。

2.根據是否含氧分為含氧酸和無氧酸

含氧酸（如硫酸H₂SO₄、碳酸H₂CO₃等）無氧酸（如鹽酸HCl、氫氟酸HF等）

3.根據從酸分子中可以電離出H⁺的個數

可以分為一元酸（HCl）、二元酸（H₂SO₄）、三元酸（H₃PO₄）

4.根據酸性強弱將酸分為強酸，中強酸，弱酸（是否能完全電離）

強酸(HCl等) 中強酸（H₃PO₄等） 弱酸（H₂CO₃等）

5.根據是否是中心原子得電子分為強氧化性酸和非強氧化性酸

強氧化性酸（HNO₃等）

化學性質

酸一般有腐蝕性。弱酸在水溶液中存在電離平衡如下﹕

[HA]﹑[H⁺]﹑[A^-]分別是HA﹑H⁺﹑A^-的物質的量濃度﹐是弱酸HA的電離平衡常數。例如﹐298K時乙酸的電離常數為1.8×10^-5﹐氫氟酸為7.2×10^-4。電離平衡常數隨弱電解質的濃度和溫度有很小的變化。

在一定溫度下﹐弱酸的電離度因溶液變稀而增大﹐如0.10﹑1.0×10^-3﹑1.0×10^-4乙酸的電離度分別為1.34﹑13.4﹑42%﹐無限稀釋時完全電離。

多元弱酸的電離是分步進行的。例如﹐磷酸分三步電離﹐每步都有相應的電離平衡常數﹕

水是無機化合物極好的溶劑﹐離子能被水分子強烈吸引而穩定﹐酸中 H⁺是裸露的質子﹐直徑為10^-3皮米﹐能強烈地與水分子結合成H₃O⁺。例如﹐水合高氯酸晶體HClO₄·H₂O實際上是由H₃O⁺和ClO₄^-組成﹐在水溶液中H₃O⁺和其他三個水分子結合成H₂O。常用H表示水溶液中的氫離子。

酸的通性：

（1）跟酸鹼指示劑反應

紫色石蕊試液遇酸變紅色 無色酚酞試液遇酸不變色

（2）跟活潑金屬（金屬活動性順序表中比氫強的金屬）發生置換反應：

酸 + 金屬 = 鹽 + 氫氣

例：2HCl+Fe=FeCl₂+H₂↑

（3）跟鹼性氧化物反應：

酸 +鹼性氧化物→ 鹽+水

3H₂SO₄+Fe₂O₃=Fe₂(SO₄)₃+3H₂O

（4）跟某些鹽反應

酸 + 鹽 → 新酸 + 新鹽

H₂SO₄+BaCl₂=2HCl+BaSO₄ ↓

（5）跟鹼發生中和反應

酸 + 鹼 → 鹽 + 水

2HCl+Ba(OH)₂=BaCl₂+2H₂O

像以上的 （3）（4）（5）反應中，都是兩種化合物互相交換成分，生成新的兩種化合物，我們把它叫做複分解反應。

複分解反應是有一定的要求的，要求反應物必須要溶於水

（如果有酸，只須酸溶於水即可），而且生成的產物中必須要有氣體或沉澱或水（其中1個即可）。

註：若生成H₂CO₃必須寫成H₂O + CO₂↑

正如 Na₂CO₃ + 2HCl =2NaCl + H₂O + CO₂↑ 這裡有氣體生成，（也有水生成）

BaCl₂ + Na₂SO₄ =BaSO₄↓ + 2NaCl 這裡BaSO₄是一種不溶於水的沉澱

NaCl能和硫酸反應因為生成的HCl逸出使反應不斷正向移動，此反應可用於實驗室製取HCl氣體。

常見酸的性質

①鹽酸（氫氯酸）（HCl）大多數氯化物均溶於水，電位序在氫之前的金屬及大多數金屬氧化物和碳酸鹽都可溶於鹽酸中，另外，Cl—還具有一定的還原性，並且還可與很多金屬離子生成配離子而利於試樣的溶解。常用來溶解赤鐵礦（Fe₂O₃）、輝銻礦（Sb₂S₃）、碳酸鹽、軟錳礦(MnO₂)等樣品。

②硝酸(HNO₃)具有較強的氧化性，幾乎所有的硝酸鹽都溶於水，除鉑、金和某些稀有金屬外，濃硝酸幾乎能溶解所有的金屬及其合金。鐵、鋁、鉻等會被硝酸鈍化，溶解時加入非氧化酸，如鹽酸除去氧化膜即可很好的溶解。幾乎所有的硫化物也都可被硝酸溶解，但應先加入鹽酸，使硫以H₂S的形式揮發出去，以免單質硫將試樣裹包，影響分解。除此之外，硝酸還很不穩定，在加熱或光照的條件下能夠分解成水、二氧化氮和氧氣，並且硝酸濃度越高，就越容易分解。硝酸還有強氧化性，它能跟一些金屬、非金屬及還原性物質反應，結果，氮元素化合價降低，變為二氧化氮或一氧化氮（濃硝酸與金屬非金屬等反應生成二氧化氮，稀硝酸則生成一氧化氮）。另外，硝酸還可與蛋白質反應，使之變黃。

③硫酸（H₂SO₄）除鈣、鍶、鋇、鉛外，其它金屬的硫酸鹽都溶於水。熱的濃硫酸具有很強的氧化性和脫水性，常用於分解鐵、鈷、鎳等金屬和鋁、鈹、銻、錳、釷、鈾、鈦等金屬合金以及分解土壤等樣品中的有機物等。硫酸的沸點較高（338℃），當硝酸、鹽酸、氫氟酸等低沸點酸的陰離子對測定有干擾時，常加硫酸並蒸發至冒白霧（SO₃）來驅除。濃硫酸還有一些特殊性質：

酸雨破壞的樹木

『吸水性』濃硫酸可吸收物質表面的濕存水和氣態物質中的水蒸氣。例如，將濃硫酸敞口放在空氣中，它將會吸收空氣中的水蒸氣，結果濃度變低。並且放出大量的熱。

『脫水性』濃硫酸能將鹽的結晶水或非游離態水以及某些有機物中的H、O元素以2：1的原子個數比脫出來，並生成水。

『強氧化性』濃硫酸能跟一些金屬、非金屬及還原性物質反應，結果，硫元素化合價降低，變為二氧化硫。

④硒酸（H₂SeO₄）selenic acid

分子量： 144.9 白色六方柱晶體，極易吸潮。熔點(℃)： 58沸點(℃)： 260(分解）相對密度： 2.95 ×10^3kg/m³，易溶於水，不溶於氨水，溶於硫酸。不燃，具強腐蝕性、強刺激性，可致人體灼傷。具有強氧化性與強酸性（均強於硫酸）。其水溶液有腐蝕性和強烈的刺激性。

⑤磷酸（H₃PO₄）磷酸根具有很強的配位能力，因此，幾乎90%的礦石都能溶於磷酸。包括許多其它酸不溶的鉻鐵礦、鈦鐵礦、鈮鐵礦、金紅石等，對於含有高碳、高鉻、高鎢的合金也能很好的溶解。單獨使用磷酸溶解時，一般應控制在500～600℃、5min以內。若溫度過高、時間過長，會析出焦磷酸鹽難溶物、生成聚矽磷酸粘結於器皿底部，同時也腐蝕了玻璃。純淨的磷酸是無色晶體，熔點42.3攝氏度，高沸點酸，易溶於水。磷酸是三元中強酸，分三步電離，不易揮發，不易分解，幾乎沒有氧化性。

⑥高氯酸（HClO₄）熱的、濃高氯酸具有很強的氧化性，能迅速溶解鋼鐵和各種鋁合金。是酸性最強的無機酸。能將Cr、V、S等元素氧化成最高價態。高氯酸的沸點為203℃，蒸發至冒煙時，可驅除低沸點的酸，殘渣易溶於水。高氯酸也常作為重量法中測定SiO₂的脫水劑。使用HClO₄時，應避免與有機物接觸，以免發生爆炸。

⑦氫氟酸（HF）氫氟酸的酸性很弱(氫氟酸與五氟化銻的混合物—氟銻酸酸性極強，比純硫酸要強2×10^19倍），但 F¯的配位能力很強，能與 Fe³⁺、Al³⁺、Ti(Ⅳ)、Zr(Ⅳ)、W(Ⅴ)、Nb(Ⅴ)、Ta(Ⅴ)、U(Ⅵ)等離子形成配離子而溶於水，並可與矽形成SiF4而逸出。能腐蝕玻璃。

⑧氫溴酸（HBr）無色或淺黃色液體，微發煙。分子量80.92，氣體相對密度（空氣=1）3.5；液體相對密度2.77(-67℃)；HBr47%水溶液1.49。熔點-88.5℃，沸點-67.0℃。易溶於氯苯、二乙氧基甲烷等有機溶劑。能與水、醇、乙酸混溶。露於空氣及日光中因溴游離，色漸變暗。強酸性，具有與鹽酸相似的刺激味。除鉑、金和鉭等金屬外，對其他金屬皆腐蝕，生成金屬溴化物。還具有強還原性，能被空氣中的氧及其他氧化劑氧化為溴。

⑨氫碘酸（HI）能與氟、硝酸、氯酸鉀等劇烈反應。和鹼金屬接觸會爆炸。加熱可產生有毒的碘蒸汽。遇水或水蒸氣時有強腐蝕性，能灼傷皮膚。

⑩氫氰酸（HCN）化學品中文名稱：氰化氫，氫氰酸（水溶液）化學品英文名稱： hydrogen cyanid技術說明書編碼： 826 CAS No.： 74-90-8分子式： HCN分子結構： C原子以sp雜化軌道成鍵、存在碳氮叄鍵，分子為極性分子。分子量： 27.03

套用用途

酸的用途很廣﹐許多工業和實驗室都要用酸﹐常用的有硫酸﹑鹽酸﹑硝酸。許多化學反應在水溶液中進行﹐pH值很重要。如將二氧化碳通入含Ca²⁺的溶液﹐能否得到碳酸鈣沉澱﹐取決於溶液的pH值﹐某些反應須在恆定的pH值下進行﹐為此常用弱酸(鹼)及其鹽的溶液作緩衝溶液。正常人的血液pH≈7.4(其中含有HCO和HCO﹑HPO和HPO)﹐稍微變動就會影響健康。

濃酸與強酸

濃酸

濃酸的危險性：

濃酸常有強烈腐蝕性，有些還伴有其他特性，如具有強氧化性和脫水能力的濃硫酸，能對人體造成嚴重的化學燒傷。

濃酸的特性：

濃氫氯酸含35%氯化氫分子，濃度約為11M，是無色液體，具高度揮發性和腐蝕性。

濃硫酸

濃硝酸含70%HNO3分子，濃度約為16M，是無色液體(但很多時候因有分解反應令濃硝酸溶有紅棕色的二氧化氮)，具高度揮發性，易分解出有毒的二氧化氮氣體，硝酸有極強氧化性，因此造成極強腐蝕性。自我分解反應如下:4 HNO3 → 2 H2O + 4 NO2 + O2

濃硫酸含98%硫酸分子，濃度約為18M，是無色油狀液體，不具揮發性，但具極強的腐蝕性、氧化性和脫水性。

濃酸注意事項：

濃酸應安放在通風櫃中。人手處理濃酸時要戴防護手套和安全眼鏡。

稀釋濃酸時，是要慢慢地把濃酸加入攪動中大量水中而不能相反，否則可引致沸騰(突沸)，水連同強酸濺出可引致極大的危險。

若被強酸濺到人體，立即用大量清水沖洗傷口，再用小蘇打溶液沖洗，嚴重則要立即送醫治理。

強酸

強酸，是指在水溶液中完全電離的酸（硫酸這類多元酸不在此限），或以酸度係數的概念理解，則指pKa值 < 1.74的酸。這個值可以理解為在標準狀況下，氫離子的濃度等同於加入強酸後的溶液濃度。

大部分強酸均是腐蝕性的，但當中亦有例外。例如超強酸當中的碳硼烷酸(H(CHB11Cl11)，其酸性比硫酸高百萬倍，但卻完全不帶有腐蝕性[1]；相反，弱酸當中的氫氟酸（HF）卻帶有高度腐蝕性。它能夠溶解極大部分的金屬氧化物，諸如玻璃及除了銥以外的所有金屬[2]。

強酸在水溶液中完全離解的化學方程式如下所示：

HA(aq) + H2O(l) → H3O+(aq) + A?(aq)

一般酸不會在水中完全離解，因此多以化學平衡而不是完全反應的形式表示，弱酸就是指不完全離解的酸。用酸度係數作為區彆強酸與弱酸的作用並不明顯（因為數值差距較難理解及不明顯），因此用方程式去區別兩者更為合理。

由於強酸在水溶液中完全離解，因此氫離子在水中的濃度等同於將該酸帶到其他的溶液當中：

[HA] = [H+] = [A-]；pH = -log[H+]

食物中的酸

所有存在於天然食物中的有機酸都是弱酸。

檸檬中含有檸檬酸

抗壞血酸（維生素C） - 可在水果中找到

乙酸（醋酸） - 可在醋中找到

單寧酸 - 可在茶中找到

酒石酸 - 可在葡萄中找到

檸檬酸 - 可在橙和檸檬中找到

苯甲酸 - 可在蚝油找到