为什么能h<醋酸? 为什么醋酸不能拆
盐酸(HCl)的酸性强于醋酸(CH?COOH)的根本缘故可从分子结构、电离行为及化学键特性三方面解释:
一、分子结构与化学键差异
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键长与极性
- 盐酸中的H-Cl键键长较短(约127 pm),且Cl原子电负性强,导致H-Cl键的极性较大,H?更容易离解。
- 醋酸中的O-H键(羧酸基团)键长较长(约96 pm),虽然O原子的电负性也较高,但其酸性被羧酸基团的共轭效应削弱。
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共轭效应与稳定性
- 醋酸电离后生成的醋酸根离子(CH?COO?)可通过共轭效应分散负电荷,增强稳定性,但这一经过需要克服分子内部的电子结构阻力,导致电离程度较低。
- 盐酸电离生成的Cl?离子因体积小、电荷密度高,稳定性极强,无需额外能量即可完全离解。
二、电离行为与解离常数
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电离程度差异
- 盐酸是强酸,在水中完全电离:HCl → H? + Cl?,溶液中H?浓度直接等于盐酸的初始浓度。
- 醋酸是弱酸,仅部分电离:CH?COOH ? H? + CH?COO?,其电离度(α)约为0.4%(25℃时0.1 mol/L溶液),H?浓度显著低于初始浓度[]。
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解离常数(Ka)对比
- 盐酸的Ka极大(≈1×10?),表明其几乎完全离解[]。
- 醋酸的Ka为1.75×10?,说明其离解能力较弱[]。
三、实验现象验证
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pH与导电性
- 等浓度的盐酸和*中,盐酸的pH更低(酸性强),导电性更佳(离子浓度高)。
- 例如,0.1 mol/L盐酸的pH≈1,而相同浓度的醋酸pH≈2.9。
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与金属反应速率
- 盐酸与金属(如锌)反应的初始速率更快,因其H?浓度更高。
四、热力学与动力学影响
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电离经过的能量变化
- 醋酸电离需要克服分子内氢键和羧酸基团的共轭稳定化能,导致其离解为吸热经过(ΔH>0)。
- 盐酸的离解几乎无能量障碍,释放大量热能(强放热)。
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温度影响
- 升高温度时,醋酸的电离度略有增加(因电离吸热),但仍远低于盐酸的完全离解情形[]。
盐酸的强酸性源于其分子极性高、化学键易断裂及离解后离子的高稳定性;而醋酸的弱酸性则受限于共轭效应、电离平衡及较高的离解能。两者在H?释放能力上的差异,通过实验现象(pH、导电性等)和热力学参数(Ka)得以充分验证[]。