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强酸制弱酸(强强生弱)规律及应用

作者:桂耀荣 来源:本站原创 发布时间:2012年11月09日
 
根据酸碱质子理论,凡能提供质子(H+)的粒子(离子或分子)都是酸(如 HClHNO3、及酸式根离子 HCO3-等),酸失去质子后生成的粒子则为该酸的共轭碱;凡能接受质子(H+)的粒子(离子或分子)都是碱(NH3NaOHCa(OH)2、及弱酸根离子CO32- ),碱得到质子后生成的粒子则为该碱的共轭酸。
酸和碱反应的实质是质子(H+)的转移。反应的方向总是朝着生成更难电离的更弱的酸碱的一方进行的,即要符合强酸制弱酸强强生弱规律,可简记为左强右弱
2CH3COOH   +   CO32-    2CH3COO-   +   H2CO3CO2+H2O
酸(强)     ()         新碱()          新酸()
[] 已知下列反应能进行完全:
Na2CO3 + 2CH3COOH 2CH3COONa + CO2 + H2O
CO2 + H2O + C6H5ONa  C6H5OH + NaHCO3
CH3COONa + HCl NaCl + CH3COOH
C6H5OH + Na2CO3 C6H5ONa + NaHCO3
则根据左强右弱规律可得:
H+ 减弱,酸性减弱
( H+ ) HCl   CH3COOH   H2CO3   C6H5OH    HCO3-
 


 

           Cl-   CH3COO-   HCO3-   C6H5O-      CO32-  (OH-)
 H+ 增强,碱性增强
 
例如:已知多元弱酸在水溶液中电离是分步的,且第一步电离远大于第二步电离,第二步电离远大于第三步电离。今有 HAH2BH3C 三种弱酸,且已知下列各反应能发生:
HA + HC2- (少量)= A- + H2C-
H2B (少量)+ 2A- B2- + 2HA
H2B (少量)+ H2C- HB- + H3C      
试回答:
(1)相同条件下,HAH2BH3C 三种酸中,酸性由强到弱的顺序为 H2B> H3C>HA;
(2)A-B2-C3-HB-H2C-HC2- 离子中最易结合质子的是C3- ,最难结合质子的是HB .
(3)完成下列反应的离子方程式:
H3C + 3OH- (过量)=   C3- + 3H2O   2HA (过量)+ C3- 2A- + H2C-.       
[] 由已知①式得 HA>H2C-由②式得 H2B>HA,由③式得H2B>H3C,又依分步电离,电离度逐级锐减,可得相关微粒酸碱性强弱顺序表:
 
H+ 减弱,酸性减弱
酸:H+> H2B > H3C > HB- >  HA >  H2C- >HC2-
                                          
碱:                 HB< H2C-< B- <  A- <  HC2- <  C3- < OH-
 H+ 增强,碱性增强
 
根据顺序表中上行酸的位置可得第(1)题答案为H2B> H3C HA>;由表中下行碱的位置可得第(2)题答案为C3- ;  HB .
在表中H3C位于OH-左上,左上右下可反应(3)①式的反应可以进行完全.强强优先原则可知随OH-用量的增加,H3C 反应的产物依次是H2C-HC2-C3-,因题给OH-为过量,所以H3C反应最后产物是C3-,故第(3)①题答案是C3- + 3H2O;同理第(3)②题答案是 2A- + H2C-.
 
练习:等物质的量浓度的两种一元弱酸(HA,HB)的钠盐溶液中,分别通入少量 CO2 后可发生如下反应:   
NaA + CO2 +H2O HA + NaHCO3  
2NaB + CO2 + H2O 2HB + Na2CO3
试比较HBHA酸性强弱。   :HB的酸性比 HA
[解法提示] 从①式得: A- 只能使H2CO3 失去一个H+ 形成HCO3-, 从②式得 B- 则可使H2CO3失去两个H+ 形成CO32-.换句话, B- 结合H+的能力比 A- 强,HB电离出H+能力则比HA 弱,即HB酸性比HA弱。酸性强弱顺序为:H2CO3 > HA > HCO3- > HB
 
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