强酸制弱酸(强强生弱)规律及应用
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HCl、HNO3、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(如NH3、NaOH、Ca(OH)2、及弱酸根离子CO32-等),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”或谓“强强生弱”规律,可简记为“左强右弱”。
2CH3COOH+CO32-=2CH3COO-+H2CO3(CO2+H2O)
酸(强)碱(强)新碱(弱)新酸(弱)
[例]已知下列反应能进行完全:
①Na2CO3+2CH3COOH=2CH3COONa+CO2↑+H2O
②CO2+H2O+C6H5ONa?=C6H5OH+NaHCO3③CH3COONa+HCl=NaCl+CH3COOH
④C6H5OH+Na2CO3=C6H5ONa+NaHCO3
则根据“左强右弱”规律可得:
失H+减弱,酸性减弱
酸(H+)HClCH3COOHH2CO3C6H5OHHCO3-
碱Cl-CH3COO-HCO3-C6H5O-CO32-(OH-)
得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HA、H2B、H3C三种弱酸,且已知下列各反应能发生:
①HA+HC2-(少量)=A-+H2C-②H2B(少量)+2A-=B2-+2HA
③H2B(少量)+H2C-=HB-+H3C
试回答:(1)相同条件下,HA、H2B、H3C三种酸中,酸性由强到弱的顺序为H2B>H3C>HA;
(2)在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:
①H3C+3OH-(过量)=C3-+3H2O;②2HA(过量)+C3-=2A-+H2C-.
[解]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:
失H+减弱,酸性减弱
酸:(H+)>H2B>H3C>HB->HA>H2C->HC2-
碱:HB-<??H2C-<?B-<?A-<?HC2-<?C3-<?(OH-)
得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>H3CHA>;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,据”左上右下可反应”得(3)①式的反应可以进行完全.据”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:
①NaA+CO2+H2O=HA+NaHCO3②2NaB+CO2+H2O=2HB+Na2CO3
试比较HB与HA酸性强弱。答:HB的酸性比强酸和弱酸的区别HA弱
[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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