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碳酸 醋酸 碳酸氢根 酸性强弱比较!急
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碳酸 醋酸 碳酸氢根 酸性强弱比较!急
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2007-12-31 10:56:32
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碳酸碳酸(H2CO3)是一种二元弱酸,电离常数都很小。在常温、常压下,二氧化碳饱和溶液的浓度约为0.033mol/L,pH为4,会使紫色石蕊试液变成浅红色。二氧化碳在溶液中大部分是以弱结合的水合物形式存在,只有一小部分形成碳酸(H2CO3)。在常温时,CO2∶H2CO3为600∶1。碳酸的热稳定性很差,从没有以纯酸的形式分离出来过,碳酸加热时全部分解并放出二氧化碳。碳酸在碱的作用下,能生成酸式碳酸盐M(HCO3)2和碳酸盐 MCO3〔M代表二价金属)。许多金属的酸式碳酸盐的溶解度稍大于正盐,其溶解度和Pco2(二氧化碳分压)有关。Pco2大,碳酸盐溶解于水;Pco2 小(或升温),析出碳酸盐,自然界的钟乳石就是这样形成的。暂时硬水加热软化就是因为生成了碳酸盐沉淀。所有的酸式碳酸盐受热均分解为CO2和相应的正盐。碳酸是二氧化碳气体溶于水而生成的酸。它的酸性很弱,温度稍高一些,便会分解出二氧化碳气体。碳酸和我们的日常生活有着密切的关系。我们喝的汽水就是一种碳酸饮料。习惯上把二氧化碳的水溶液称为碳酸。在制造汽水时,要在加压情况下把二氧化碳气体溶解在水里,再往汽水里加糖、柠檬酸以及果汁或香精,在加压下灌入汽水瓶中。当我们喝汽水时,汽水从瓶子里倒出来,外界压强(指空气压强和人体内的压强)突然降低,二氧化碳在水中的溶解度随着压强降低而变小。于是,喝入体内汽水中的二氧化碳便成为气体从水中逸出,并从口腔中排出,这个过程会把人体内的热量带走,这就是喝汽水感到凉爽的原因。有时,碳酸也会给我们日常生活带来麻烦。地面上的二氧化碳气体溶于水,生成碳酸。当地面水渗入地下时,碳酸也被带到地下,并与地下石灰岩里不溶于水的碳酸钙发生化学反应,生成可溶于水的碳酸氢钙。含有碳酸氢钙的水称为“硬水”,因此地下水都属于“硬水”。江河里的水不含碳酸氢钙,不是“硬水”。有些地方所用的自来水的水源是地下水,在煮开水时,水中的碳酸氢钙受热分解成碳酸钙、二氧化碳和水。碳酸钙是不溶解在水中的沉淀物,它沉积在水壶和锅炉的壁上,天长日久便成为一层白色的很坚硬的物质,称为锅垢(俗称水碱)。这层碳酸钙的导热性很差,因此烧水时会浪费燃料。如果锅炉和管道中的锅垢太厚,还有发生爆炸的危险。所以,工业生产中总是把“硬水”先用化学方法除去或减少碳酸钙,使它软化以后再用。你参观过桂林的七星岩、南宁的伊林岩、宜兴的善卷洞和房山的云水洞吗?在这些奇妙的溶洞中,到处都是石笋、石柱、石钟乳、石花和石幔,它们千姿百态,栩栩如生,使你不得不佩服大自然的这一杰作。那么这伟大的雕刻家究竟是谁呢?原来,这位手艺高超的石匠就是碳酸。别看石灰岩那么大,又那么硬,它们在含有碳酸的地下水的作用下,却变得软弱无能。地下水与石灰岩中的碳酸钙作用,生成了可溶于水的碳酸氢钙。地下水在石灰岩裂缝里不停地流动,石灰岩便不断地被溶解,天长日久之后,石灰岩的小孔、裂缝逐渐扩大,形成了大小、宽度和形状各不相同的溶洞的通道。如果在溶洞的顶上,慢慢地渗出含有碳酸氢钙的地下水,当遇到合适的温度和压强时,水中的碳酸氢钙便分解成碳酸钙、二氧化碳和水。生成的碳酸钙,便附着在洞顶上。日子长了,积少成多,顶上的碳酸钙便慢慢地往下长,形成了冬天屋檐下挂的冰锥一样的石柱,称为石钟乳。如果含有碳酸氢钙的水滴掉在溶洞的地上,碳酸钙便慢慢往上长,就像地下长出来的竹笋一样,叫做石笋。当石钟乳和石笋逐渐长大连成一体时,便是一根石柱。石钟乳、石笋和石柱的形成,说起来很容易,实际上这个过程是非常慢的,往往需要经过几百年甚至更多的时间。 醋酸别名:冰醋酸(glacial acetic acid)分子式:CH3COOH(常简写为HAc)‖分子结构:CH3—C—O—H蚁≠乙≠己①蚁酸(formic acid) = 甲酸(methanoic acid)② 羊油酸(caproic acid) = 己酸(hexanoic acid)(百度小词典中译“乙酸”为“caproic acid”有误)物理性质乙酸是食醋的主要成分,是一种具有强烈刺激性气味的无色液体。沸点 118℃熔点 16.6℃当温度低于它的熔点时,就凝结成冰状晶体,所以又叫冰醋酸。乙酸易溶于水和乙醇。化学性质乙酸具有羧酸的典型性质,主要表现在以下两个方面:① 酸性 乙酸具有明显的酸性,在水溶液里能电离出氢离子,它是一种弱酸。乙酸的电离常数Ki是1.8×10-5(25℃),其酸性比碳酸(25℃时第一级Ki是4.3×10-7)强。乙酸具有酸的通性。例如,它能使蓝色石蕊试纸变红;能跟金属反应,也能跟碱、碳酸钠和碳酸氢钠等反应。CH3COOH+NaOH→CH3COONa+H2O2CH3COOH+Na2CO3→2CH3COONa+CO2↑+H2OCH3COOH+NaHCO3→CH3COONa+CO2↑+H2O② 酯化反应 乙酸跟乙醇在浓硫酸存在下加热,生成具有香味的乙酸乙酯。用氧的同位素示踪,可以知道上述酯化反应过程中,乙酸分子中的羟基跟醇分子羟基上的氢原子结合成水,其余部分结合成酯。酸跟醇作用生成酯和水的反应叫做酯化反应。酯化反应是可逆反应,不仅有机酸能发生酯化反应,而且无机酸如硝酸、硫酸等也能跟醇发生酯化反应。例如,浓硝酸跟丙三醇反应生成的酯叫做硝酸甘油酯,它是制炸药的原料。乙酸之二俗称醋酸,是食醋的主要成分(普通的醋约含6%~8%的乙酸)。无色液体,有刺激性,熔点为16.6℃,沸点为117.9℃,相对密度为1.0492。在16℃以下易冻结为冰状固体,故又名冰醋酸。乙酸溶于水及其他有机溶剂。乙酸具有羧酸的典型性质,能中和碱金属氢氧化物,能与活泼金属生成盐,这些金属盐都有重要用途。乙酸也可生成各种衍生物,如乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、乙酸丁酯等,可作为涂料和油漆工业的极好溶剂。乙酸酐与纤维素作用生成的醋酸纤维素可用于制造胶片、喷漆等,还是染料、香料、药物等工业不可缺少的原料,并被广泛用做溶剂。乙酸之三乙酸俗称醋酸,常简写为HAc,是典型的脂肪酸。它是无色、有刺激性酸味的液体,沸点118℃,是有机弱酸。纯品在冻结时呈冰状晶体(熔点16.7℃),因此又叫冰醋酸。冰醋酸的浓度为17mol/L,一般的乙酸浓度为6mol/L。乙酸最初由发酵法及木材干馏法制得,现一般由乙醇或乙醛氧化制得,近年来利用丁烷为原料通过催化、氧化制得(醋酸钴为催化剂,空气氧化后,得到的乙酸是含有酮、醛、醇等的混合物)。乙酸是食醋的重要组成,也可用作溶剂及制取醋酸盐、醋酸酯(醋酸乙酯、醋酸乙烯酯)、维尼纶纤维的原料。乙酸之四又名醋酸。无色澄清液体,具有强烈刺激性醋味。密度1.049g/cm3,熔点16.6℃,天冷时凝为冰状即冰醋酸,沸点117.87℃,易挥发。溶于水、醇、醚。弱酸性,无水则几乎不导电,加水稀释时电离度增大,H+离子浓度也随之加大,但稀释至2mol/L以下则电离度仍徐徐增加,而H+浓度缓缓下降。与碳酸盐反应有二氧化碳生成,表明其酸性比碳酸强,具有弱酸的通性。与醇可发生酯化反应,并要有浓硫酸和加热为条件,可用于合成各种醋酸果香酯类香精;与乙炔于醋酸锌催化剂和170~250℃条件下反应生成醋酸乙烯酯,可聚合成聚醋酸乙烯,用作乳胶和制维尼纶纤维:CH≡CH+CH3COOH→CH3COOCH=CH2在一定条件下脱水生成乙烯酮,再与醋酸反应生成醋酸酐:CH3COOH→CH2=C=O+H2O其与纤维素发生酯化生成醋酸纤维素,用于制照相底片与电影胶片:此外可合成医药如氯乙酸、乙酰水杨酸、乙酰苯胺等。制取方式主要制法有:① 乙醛催化氧化法:② 甲醇低压羰基化法(孟山都法):CH3OH+CO→CH3COOH③ 低碳烷或烯液相氧化法:2C4H10+5O2→4CH3COOH+2H2O以上各反应皆需催化剂与适宜的温度、压力。除合成法还有发酵法,我国用米或酒酿造醋酸。
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