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hf是强酸_可溶盐

hf是强酸_可溶盐

卤化氢的水溶液分别叫氢氟酸、氢氯酸(盐酸 、氢溴酸、氢碘酸。在稀溶液(约0.1 mol/L 中,HF为弱酸,HCl、HBr、HI为强酸,且酸性依次增强,HX在水溶液中...

卤化氢的水溶液分别叫氢氟酸、氢氯酸(盐酸)、氢溴酸、氢碘酸。在稀溶液(约0.1 mol/L) 中,HF为弱酸,HCl、HBr、HI为强酸,且酸性依次增强,HX在水溶液中酸性的变化规律可以从热力学和物质结构2个角度加以说明。

(1) 从热力学角度来看,氢卤酸的电离倾向可据HX在水中电离的自由能变

ΔGθ值和电离常数Ka (表3-4)作出判断:ΔGθ值越负,Ka越大,酸性越强。

化学解惑:HF、 HCl、 HBr、 HI 水溶液的酸性为什么依次增强?

由表中数据可知:HF为弱酸,其他HX均为强酸。

ΔG=ΔH-TΔS,决定自由能变ΔG的因素为焓变ΔH与熵变ΔS,焓减熵增有利于HX的电离。从焓变来看,HX(aq)电离反应的ΔH均为负值,即都是放热过程,但HF放出的热量比其他HX少得多,这主要是因为HF的键能比其他HX大得多;从熵变来看,HI熵增,HBr、HCI熵减程度不大,HF熵减最大,这是因为HF和F-、H3O+与F-可以形成强的氢键使熵减小。同时,电离过程的熵变与离子水化有关,离子水化程度越大,熵减程度越大。F半径最小、水化程度最高,因而熵减最明显。焓变和熵变均不利共同导致HF解离时ΔGθ最大,Ka极小,所以HF为弱酸。

(2)从物质结构角度来看,氢化物分子酸性强弱取决于与H直接相连的原子上电子密度的大小。原子电子密度越大,对H吸引力越强,则H越难电离,酸性越弱。而原子电子密度的大小与原子半径及所带电荷数有关,通常,原子的负

氧化态越高,半径越小,原子的电子密度越大。例如,同周期主族元素的氢化物(如NH3、H2O、HF等)从左至右,原子的负氧化态逐渐降低,半径逐渐减小,负氧化态的降低为主要因素,故原子的电子密度逐渐减小,与H的作用力逐渐减弱,氢化物的酸性逐渐增强;对于同主族元素的氢化物而言,与H相连的原子的负氧化态相同,但从上至下原子半径逐渐增大,导致原子电子密度逐渐减小,与H的作用力逐渐减弱,故氢化物的酸性逐渐增强。因此,HF、HCl、 HBr、HI水溶液的酸性呈现.上述变化规律。

另外,HF水溶液的酸性特别弱还与氢键的形成有关。在HF水溶液中,一方面,HF分子间会因氢键的作用缔合为相对不自由的分子,这种缔合效应相当

于减小了HF的有效浓度,也就降低了HF电离出H+的能力。另一方面,HF电离产生的H3O+与F之间会形成氢键,F与HF分子之间也会形成氢键(如图3-34

所示),这样就大大降低了HF在水中的电离能力。实验发现0.1 mol/L的HF的电离度约为8%,在无限稀的溶液中,HF的电离度也只有15%,只有小部分HF电离的事实,证明了HF在稀溶液中的弱酸性。

还需要特别说明的是,随着c(HF)的增加,F会与未电离的HF分子以氢键.

结合成相当稳定的HF2,使c(F)减小,从而导致c(H+)增大,溶液的酸性增强。当c(HF)超过5mol/L时,HF便成为一种相当强的酸。

化学解惑:HF、 HCl、 HBr、 HI 水溶液的酸性为什么依次增强?

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