在学习元素周期律时,比较含氧酸酸性强弱时有这样的规律:非金属性越强,最高价氧化物对应的水化物的酸性越强。从而得出H2SO4酸性弱于HClO4。这结论正确,就目前来说HClO4也的确是酸性最强的含氧酸了。
但很多在就会存在这样的疑惑:0.1mol/L的硫酸溶液中的氢离子浓度0.2mol/L,0.1mol/L的高氯酸溶液中的氢离子为0.1mol/L,这样一来,不是硫酸酸性比高氯酸强吗?
有这样的疑问其实是把两个问题混淆了。上面这个问题中,我们能得出的正确结论应该是:0.1mol/L的硫酸溶液酸性比0.1mol/L的高氯酸溶液强(两份溶液的酸性强弱),但不能由此就说硫酸的酸性就比高氯酸强。这是两码事!(两份溶液是混合物,两种酸是纯净物)。
我们区分酸的强弱,是根据酸的电离程度来作出判断的(或者讲是根据酸电离出氢离子的能力来判断,就如同比较还原性强弱是根据失电子难易而不是根据失电子多少,才有钠还原性强于铝)。但由于这两种酸在水中都是完全电离的,都属强酸,无法比较酸性大小。(这是因为水得氢能力强,使两者完全电离出氢离子,从而无法比较酸性强弱,这也叫水的拉平效应)
所以比较这两种强酸,需在非水介质中。如在醋酸中,两种酸的电离就是不完全的。这样我们就可以根据两者电离程度K的大小,从而得高氯酸酸性强于硫酸。或者我们可以把硫酸和高氯混酸合,他们会发生如下反应:
H2SO4 + HClO4 = H3SO4+ + ClO4–
从反应中可以看出,硫酸得了高氯酸的氢,即高氯酸比硫酸更容易电离出氢离子。所以高氯酸酸性更强。
所以“0.1mol/L的硫酸溶液酸性强于0.1mol/L的高氯酸溶液”正确;“高氯酸酸性强于硫酸”也正确,这两者并不矛盾。
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