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拉平效应

王朝百科·作者佚名  2010-01-19  
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亦称“校平效应(leveling effect)”。通过溶剂的作用,使不同强度的酸或碱显示同等强度的效应。例如,盐酸、硝酸和高氯酸在冰醋酸中酸强度是不同的(即酸性不同),但以水为溶剂时,则难于区分他们的酸强度(可认为他们都是强酸,酸性一样)。这是由于水对质子有较大的亲和力,从而掩盖了这些酸给出质子能力的差异,而把这些酸不同的强度拉平了。同样,当二甲胺和苯胺溶于甲酸中,由于甲酸具有较强的给出质子的能力,因此也把这两种碱的强度拉平了。研究拉平效应,有助于认识溶剂对酸碱强度的影响,在化学研究上有一定的意义。

根据酸碱质子理论,一种物质在某种溶液中表现出的酸或碱的强度,不仅与酸碱的本质有关,也与溶剂的性质的有关。如HClO4在水中是一种强酸,趋近于完全离解,但在冰醋酸中却不能完全离解。

水并不是唯一的溶剂,若用S代表任一溶剂,酸HB在其中的离解平衡为

HB+S--〉SB++B-, HB+HAc--〉H2Ac-+B-

实验证明,HClO4、H2SO4、HCl和HNO3的酸强度是有差别的,其强度顺序为HClO4>H2SO4>HCl>HNO3,可在水溶液中看不到它们的强度差别。这是因为强酸在水溶液中给出质子的能力都很强,水的碱性已足够接受这些酸给出的质子,只要这些酸的浓度不是太大,则它们将定量地与水作用,全部转化为H3O+,即

HClO4+H2O→H3O++ClO4-等

即它们的酸的强度全部被拉平到H3O+的水平,这种将不同强度的酸拉平到溶剂化质子(这里是水化质子H3O+)水平的效应,称为拉平效应。具有拉平效应的溶剂称为拉平溶剂。在这里水是HClO4、H2SO4、HCl和HNO3的拉平溶剂。又如在水溶液中,HCl和HAc的强度不同,但在液氨中二者的强度差异消失,即被液氨拉平到NH4+的强度水平。因此液氨是HCl和HAc的拉平溶剂。

在水溶液中HCL和HAc是两种强度显著不同的酸,

HCl+H20--->H30+Cl-

HAc+H2O<===>H30+ +Ac-

但在液氨中被拉平到同样的酸性强度。HCl+NH3---->NH4++Cl-HAc+NH3---->NH4++Ac-

这种将不同强度的酸拉平到溶剂化质子(如氨合质子)水平的效应称为拉平效应。

 
 
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