Question

酸是指什么? 用化学的知识来叙述.

Answer 1

一类在水溶液中能电离产生H3O+ 的化合物的总称,与碱相对.盐酸（HCl）、 硫酸（H2SO4）、硝酸( HNO3 )、磷酸（H3PO4）在水溶液中电离时,产生的阴离子（酸根）虽然各不相同,但产生的阳离子（H3O+）却是相同的 ,因此它们在性质上有共同的地方,例如具有酸味；能溶解许多金属；能使蓝色石蕊试纸变红等等,这些性质实际上就是H3O+的性质.
酸是一类化合物的统称,分为无机酸和有机酸.酸在化学中狭义的定义是：在水溶液中电离出的阳离子全部都是氢离子的化合物（比如H2SO4是酸,而NaHSO4不是）.此定义称为-{zh-hk:阿瑞尼士;zh-cn:阿仑尼乌斯}-(S.Arrhenius)酸.这类物质大部分易溶于水中,少部分,如:硅酸,难溶于水.酸的水溶液一般可导电,其导电性质与其在水中电离度有关,部分酸在水中以分子的形式存在,不导电;部分酸在水中离解为正负离子,可导电.较广义的定义,则认为反应中能提供质子的是酸,反之为碱,此定义称为布忍斯特(J.M.Bronsted)-罗瑞(T.M.Lowry)酸.另外还有被称为-{zh-hk:刘以士;zh-cn:路易斯}-(G.N.Lewis)酸的定义,定义酸为电子对的接受者,范围更为广泛.酸可以和碱进行中和作用(neutralization),生成水和盐
　　根据酸在水溶液中电离度的大小,有强酸和弱酸之分 ,一般认为,强酸在水溶液中完全电离,如盐酸、硝酸；弱酸在水溶液中部分电离,如乙酸、碳酸.
　　比较酸的强度,可比较它们在一种碱中的离解常数.根据广义的定义,水就是一种碱,故对弱酸,比较在水中的离解常数即可.这叫“水的区分效应”.强酸之间的比较,不能用水,这叫水的“拉平效应”；不过可以使用更强的碱.像乙烯和乙炔这样的弱酸,几乎不在水中电离,使水的区分效应不明显,可使用更强的碱.
　　根据酸中所含的可电离的氢离子数目的多少,可分为一元酸（如HCl、CH3COOH）、二元酸（如H2CO3、H2C2O4）、三元酸（如H3PO4）.根据酸中是否含氧,可分为无氧酸和含氧酸.无氧酸都称为氢某酸 ,如氢硫酸（H2SO4）、氢溴酸（HBr）、氢碘酸（HI）、氢氟酸（HF）、氢氰酸（HCN）等.含氧酸的种类比较多 ,如 HClO=次氯酸,HClO2=氯酸,HClO3=亚氯酸,HClO4=高氯酸（也称过氯酸）.酸的用途很广 ,几乎重要的工业都要使用各种酸.酸对于人体的生理活动也至关重要,人的体液必须保持一定酸度.
含氧酸的命名﹕对于分子中只含一个成酸元素的简单含氧酸﹐将其较为常见的一种称某酸﹐其他含氧酸按成酸元素的氧化数较某酸高﹑低或有无过氧─O─O─结构而命名.例如氯酸HClO3(氯的氧化数为＋5)﹑高氯酸HClO4(氧化数＋7)﹑亚氯酸HClO2(氧化数为＋3)﹑次氯酸 HClO(氧化数＋1)﹔又如HSO﹑HSO8中含有─O─O─键﹐称过氧一硫酸﹑过氧二硫酸.两个简单含氧酸缩去一分子水后生成的酸称焦酸(或称一缩某酸)﹐例如﹕
也有用重作词头来命名的﹐例如﹕
简单含氧酸脱去(全部)氢氧基而生成的基称醯基﹐如─SO─称硫醯基﹐CrOCl称铬醯氯.
若把含氧酸的化学式写成MO(OH)(M为金属)﹐就可以根据 值来判断常见含氧酸的强弱﹕
＝0 极弱酸﹐如硼酸H3BO3
＝1 弱酸﹐如亚硫酸H2SO3﹑磷酸H3PO4
＝2 强酸﹐如硫酸H2SO4﹑硝酸HNO3
＝3 极强酸﹐如高氯酸HClO4
性质 酸一般有腐蚀性.弱酸在水溶液中存在电离平衡如下﹕
[HA]﹑[H+]﹑[A-]分别是HA﹑H+﹑A-的物质的量浓度﹐是弱酸HA的电离平衡常数.例如﹐298K时乙酸的电离常数为1.8×10-5﹐氢氟酸为7.2×10-4.电离平衡常数随弱电解质的浓度和温度有很小的变化.
在一定温度下﹐弱酸的电离度因溶液变稀而增大﹐如0.10﹑1.0×10-3﹑1.0×10-4乙酸的电离度分别为1.34﹑13.4﹑42％﹐无限稀释时完全电离.
多元弱酸的电离是分步进行的.例如﹐磷酸分三步电离﹐每步都有相应的电离平衡常数﹕
水是无机化合物极好的溶剂﹐离子能被水分子强烈吸引而稳定﹐酸中 H+是裸露的质子﹐直径为10-3皮米﹐能强烈地与水分子结合成H3O+.例如﹐水合高氯酸晶体HClO4．H2O实际上是由HO+和ClO4-组成﹐在水溶液中HO+和其他三个水分子结合成HO.目前常用H表示水溶液中的氢离子.
酸度 1909年丹麦化学家S.P.L.索伦森建议用pH来表示[H+].pH＝-lg[H+].
酸性 [H+]〉[OH-] pH〈7
中性 [H+]＝[OH-] pH＝7
碱性 [H+]〈[OH-] pH〉7
可用pH试纸或酸度计(pH计)来检测溶液的pH值.
应用 酸的用途很广﹐许多工业和实验室都要用酸﹐常用的有硫酸﹑盐酸﹑硝酸.许多化学反应在水溶液中进行﹐pH值很重要.如将二氧化碳通入含Ca2+的溶液﹐能否得到碳酸钙沉淀﹐取决于溶液的pH值﹐某些反应须在恒定的pH值下进行﹐为此常用弱酸(硷)及其盐的溶液作缓冲溶液.正常人的血液pH＝7.4(其中含有HCO和HCO﹑HPO和HPO)﹐稍微变动就会生病.