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小木虫论坛-学术科研互动平台 » 化学化工区 » 无机/物化 » 无机化学 » 【想不通的问题】硝酸在氟化氢中均表现为碱???
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hanmiezheng

银虫 (小有名气)

[交流] 【想不通的问题】硝酸在氟化氢中均表现为碱???

非水溶液化学
http://www.fjtu.com.cn/fjnu/cour ... /kcxx/j1/jb1_31.htm

水和硝酸在氟化氢中均表现为碱：
H2O + 2HF<==> H3O+ + HF2-
HNO3 + 2HF<==> H2NO3+ + HF2-

硝酸是强酸，水溶液中几乎完全电离(虽然弱于硫酸和盐酸：酸性H2SO4>HCl>HNO3)
氢氟酸可是地道的弱酸啊!!!(氢氟酸连中强酸都不是：酸性H2C2O4>H3PO4>HF)

既然硝酸酸性比氢氟酸强
那么"强酸硝酸"在"弱酸氢氟酸"中表现为碱无论如何也说不通啊???

浓氢氟酸的电离平衡：
1HF <=>H+ F- k1=7.2*10-4
2.HF+F- <=>HF2- k2=5.2
K2也不大，总电离方程式2HF <=>H+ +HF2-  K总=K1×K2=3.74×10-3
可见电离常数也仅和中强酸磷酸相当，比硝酸酸性还相距甚远啊

[ Last edited by hanmiezheng on 2011-12-21 at 14:50 ]
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1楼 2011-12-21 14:31:18
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西西很可怜

禁虫 (文坛精英)
★ ★
hanmiezheng(金币+1):谢谢参与
fds329(金币+1): 感谢回帖 2012-03-12 22:30:29
因为HF极强的氢键吧
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2楼2011-12-21 15:01:24
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玉笛神萧

金虫 (正式写手)
★ ★
hanmiezheng(金币+1):谢谢参与
fds329(金币+1): 感谢回帖 2012-03-12 22:31:04
F离子的电负性大，HF的氢键和HNO3结合导致硝酸不能给出质子
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3楼2011-12-21 21:43:37
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tjk

铁杆木虫 (职业作家)
★ ★
hanmiezheng(金币+1):谢谢参与
fds329(金币+1): 感谢回帖 2012-03-12 22:30:46
酸碱质子理论（布朗斯特-劳里酸碱理论
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4楼2011-12-21 21:45:55
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changyf

铁杆木虫 (职业作家)
★ ★ ★
hanmiezheng(金币+1):谢谢参与
fds329(金币+2): 感谢应助，辛苦了O(∩_∩)O 2012-03-12 22:30:56
这只能用广义的酸碱质子理论来解释，就像醇钠不会电离出氢氧根但却比氢氧化物的碱性还要强一样。
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5楼2011-12-21 22:04:19
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hanmiezheng

银虫 (小有名气)
引用回帖:
楼: Originally posted by tjk at 2011-12-21 21:45:55:
酸碱质子理论（布朗斯特-劳里酸碱理论

但问题是：
硝酸本来酸性就比醋酸强
在冰醋酸介质下硝酸仍是酸，只不过是弱酸

而氢氟酸介质倒好，直接变成碱了，连弱酸都不是
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6楼2011-12-21 22:56:21
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hanmiezheng

银虫 (小有名气)
引用回帖:
楼: Originally posted by changyf at 2011-12-21 22:04:19:
这只能用广义的酸碱质子理论来解释，就像醇钠不会电离出氢氧根但却比氢氧化物的碱性还要强一样。

相当于没说
硝酸酸性明显比氢氟酸强，应该是硝酸作为酸，氢氟酸作为碱才对啊
按照常识理解应该为：HNO3 + HF<==> H2F+ + NO3-

这就好比因为高氯酸比硫酸酸性强强，所以高氯酸在硫酸中表现为酸(弱酸)
HClO4 + H2SO4 <==> H3SO4+ + ClO4-
奇怪的是：
硝酸酸性明显比氢氟酸强，但硝酸在氢氟酸中连弱酸都不是，直接变成碱了!!!

[ Last edited by hanmiezheng on 2011-12-21 at 23:00 ]
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7楼2011-12-21 22:58:09
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zbj

至尊木虫 (正式写手)
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fds329(金币+2): 感谢应助，辛苦了O(∩_∩)O 2012-03-12 22:31:26
引用回帖:
7楼: Originally posted by hanmiezheng at 2011-12-21 22:58:09:
相当于没说
硝酸酸性明显比氢氟酸强，应该是硝酸作为酸，氢氟酸作为碱才对啊
按照常识理解应该为：HNO3 + HF<==> H2F+ + NO3-

这就好比因为高氯酸比硫酸酸性强强，所以高氯酸在硫酸中表现为酸(弱 ...

"硝酸酸性明显比氢氟酸强", 这是酸碱的电离理论的概念。你想不通是因为你的酸碱概念深深地打着水溶液的电离理论的烙印。站在酸碱电离理论的角度，对非水体系的酸碱反应肯定想不通。因为电离理论解释不了非水溶剂体系。

对于非水体系，酸碱的概念通常根据酸碱的质子理论来定义，因此，酸碱的性质，强弱等是另外一套标度，不但不可能与水溶液体系完全一致，甚至可能相反。打个比方，例如温度的定义，摄氏温度零下10度，华氏温度是零上14度。

酸碱的质子理论应用范围更广，可以包容水溶液体系，解释电离理论能够解释的，还可以包括非水体系，解释电离理论不能解释的。但是，电离理论不能用于解释非水溶剂体系。

如果你经常用酸碱的质子理论，慢慢就习惯了
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8楼2011-12-22 01:47:06
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zyxme

至尊木虫 (文坛精英)
失眠
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9楼2011-12-22 04:25:03
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狗子哥哥

铁虫 (正式写手)
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hanmiezheng(金币+1): 2011-12-27 17:43:25
fds329(金币+2): 感谢应助，辛苦了O(∩_∩)O 2012-03-12 22:31:38
和浓氢氟酸中氟化氢的高聚合度有关，当氢氟酸做溶剂时，其中的氟化氢基本上都是以电离一个氢离子以后的多聚体阴离子的形式存在，这种多聚体阴离子很稳定。要想在里边体现出酸性有两个办法，一是把氢离子塞给它，二是把氟离子抢走，由于多聚体阴离子很稳定，不会接纳硝酸给的氢离子，同时硝酸也没学会怎样把人家的氟离子抢走。所以只能当碱了。
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10楼2011-12-22 10:08:55
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linjiezhao

铁杆木虫 (正式写手)
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hanmiezheng(金币+3): 2012-02-23 22:05:56
fds329(金币+3): 感谢应助，辛苦了O(∩_∩)O 2012-03-12 22:31:54
"硝酸酸性明显比氢氟酸强", 这是酸碱的电离理论的概念。你想不通是因为你的酸碱概念深深地打着水溶液的电离理论的烙印。站在酸碱电离理论的角度，对非水体系的酸碱反应肯定想不通。因为电离理论解释不了非水溶剂体系。

对于非水体系，酸碱的概念通常根据酸碱的质子理论来定义，因此，酸碱的性质，强弱等是另外一套标度，不但不可能与水溶液体系完全一致，甚至可能相反。打个比方，例如温度的定义，摄氏温度零下10度，华氏温度是零上14度。

酸碱的质子理论应用范围更广，可以包容水溶液体系，解释电离理论能够解释的，还可以包括非水体系，解释电离理论不能解释的。但是，电离理论不能用于解释非水溶剂体系。

HF在水里酸性弱，是因为氢键的缘故，但它给出质子的能力是很强的。
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11楼2011-12-22 10:47:29
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changyf

铁杆木虫 (职业作家)
★
小木虫(金币+0.5):给个红包，谢谢回帖
因为硝酸和氢氟酸在一起的时候硝酸给出了电子对，使氢氟酸“更负”了，因此从广义的酸碱理论来说，能够接受电子对的是酸，能够给出电子对的是碱了。在与氢氟酸的体系中，你可以看到硝酸中的氮化合价更高了，说明它给出了电子，从这一角度说，它是碱。
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12楼2011-12-22 12:07:42
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hanmiezheng

银虫 (小有名气)
引用回帖:
楼: Originally posted by 狗子哥哥 at 2011-12-22 10:08:55:
和浓氢氟酸中氟化氢的高聚合度有关，当氢氟酸做溶剂时，其中的氟化氢基本上都是以电离一个氢离子以后的多聚体阴离子的形式存在，这种多聚体阴离子很稳定。要想在里边体现出酸性有两个办法，一是把氢离子塞给它，二 ...

但问题是

(氢氟酸的多聚物以(HF)2最稳定)
浓氢氟酸的电离平衡：
1HF <=>H+ F- k1=7.2*10-4
2.HF+F- <=>HF2- k2=5.2
K2也不大，总电离方程式2HF <=>H+ +HF2-  K总=K1×K2=3.74×10-3
可见电离常数也仅和中强酸磷酸相当，比硝酸酸性还相距甚远啊
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13楼2011-12-22 14:05:42
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hanmiezheng

银虫 (小有名气)
引用回帖:
楼: Originally posted by linjiezhao at 2011-12-22 10:47:29:
"硝酸酸性明显比氢氟酸强", 这是酸碱的电离理论的概念。你想不通是因为你的酸碱概念深深地打着水溶液的电离理论的烙印。站在酸碱电离理论的角度，对非水体系的酸碱反应肯定想不通。因为电离理论解释不了 ...

但是除了氢氟酸外

其他酸在其他介质酸性中的强弱与水中基本是一致的
例如在水中：HCl>CCl3COOH>CH3COOH>H2CO3

在冰醋酸介质，这个酸性强弱顺序仍然不变
只不过HCl由水中的强酸变为冰醋酸介质的弱酸

HF例子太例外了
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14楼2011-12-22 14:10:53
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狗子哥哥

铁虫 (正式写手)
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hanmiezheng(金币+5): 2011-12-22 19:08:40
fds329(金币+1): 感谢应助，辛苦了O(∩_∩)O 2012-03-12 22:32:15
引用回帖:
13楼: Originally posted by hanmiezheng at 2011-12-22 14:05:42:
但问题是

(氢氟酸的多聚物以(HF)2最稳定)
浓氢氟酸的电离平衡：
1HF <=>H+ F- k1=7.2*10-4
2.HF+F- <=>HF2- k2=5.2
K2也不大，总电离方程式2HF <=>H+ +HF2-  K总=K1×K2=3.74×10-3
可 ...

这里有点资料
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15楼2011-12-22 18:14:36
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hanmiezheng

银虫 (小有名气)
引用回帖:
楼: Originally posted by 狗子哥哥 at 2011-12-22 18:14:36:
这里有点资料

哪本书来着
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17楼2011-12-22 19:10:43
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mlanqiang

木虫之王 (文学泰斗)
★
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感觉这个很难接受，只能说是电极有问题。
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18楼2011-12-22 19:48:14
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狗子哥哥

铁虫 (正式写手)
★
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引用回帖:
17楼: Originally posted by hanmiezheng at 2011-12-22 19:10:43:
哪本书来着

无机化学丛书卤素那一卷。
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19楼2011-12-22 20:18:27
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tjk

铁杆木虫 (职业作家)
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fds329(金币+1): 感谢回帖 2012-03-12 22:32:40
大侠们都说得很对，如果楼主再扩展一下的可以看一下专著，还有酸碱电子理论也可以在学习巩固一下，酸碱的概念是非常广泛的，在有机合成中也常常要用到，比如Hammett酸度也是一质子酸碱理论为基础的
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20楼2011-12-22 20:33:37
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hanmiezheng

银虫 (小有名气)
引用回帖:
楼: Originally posted by tjk at 2011-12-22 20:33:37:
大侠们都说得很对，如果楼主再扩展一下的可以看一下专著，还有酸碱电子理论也可以在学习巩固一下，酸碱的概念是非常广泛的，在有机合成中也常常要用到，比如Hammett酸度也是一质子酸碱理论为基础的

那么如果以冰醋酸介质，氟化氢与硝酸相比谁电离度大，酸性强???
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21楼2011-12-27 17:43:03
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hanmiezheng

银虫 (小有名气)
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楼: Originally posted by 狗子哥哥 at 2011-12-22 10:08:55:
和浓氢氟酸中氟化氢的高聚合度有关，当氢氟酸做溶剂时，其中的氟化氢基本上都是以电离一个氢离子以后的多聚体阴离子的形式存在，这种多聚体阴离子很稳定。要想在里边体现出酸性有两个办法，一是把氢离子塞给它，二 ...

那么如果以冰醋酸介质，氟化氢与硝酸相比谁电离度大，酸性强???
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22楼2011-12-27 17:43:43
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wjswjg

金虫 (正式写手)
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小木虫(金币+0.5): 给个红包，谢谢回帖
fds329: 金币+1, 感谢回帖 2012-03-17 08:28:22
引用回帖:
8楼: Originally posted by zbj at 2011-12-22 01:47:06:
"硝酸酸性明显比氢氟酸强", 这是酸碱的电离理论的概念。你想不通是因为你的酸碱概念深深地打着水溶液的电离理论的烙印。站在酸碱电离理论的角度，对非水体系的酸碱反应肯定想不通。因为电离理论解释不 ...

非常认同。
如浓硫酸，酸性可能没有氢氟酸强，这就因为酸本身电离平衡的问题。
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24楼2012-03-12 22:00:20
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江南的竹16楼
2011-12-22 18:20   回复  
江南的竹23楼
2011-12-27 18:00   回复  
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