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对“酸”与“碱”的认识


实验室k / 2019-04-27

什么是“酸”?

       “酸”最早被定义,还是距今约三百五十年前的事情。

       英国的化学家罗伯特·玻义耳(1627~1691),于1660年阐述“‘酸’是指:一、有酸味;二、能溶解许多物质;三、能使植物性的色素(石蕊)变红;四、与碱发生反应后会失去所有性质的物质”。

       而“燃烧理论”的创立者法国化学家安托万·拉瓦锡,则打开了近代化学之门,将“酸”的本质研究,引导向对其构成的元素的分析。拉瓦锡认为,具备“酸”性特征的元素为“酸性元素”。

       当时,人们认为“酸是由酸性氧化物与中性的水结合生成的物质”。

       所以,“酸”一定含有“氧”,而“酸性”产生的原因,就是“氧”与元素的非金属性导致的。

       因此,人们认为以食盐和硫酸为原料制成的盐酸,也一定是含“氧”的化合物,但是,盐酸却不含有“氧”,通过对氯化氢水溶液的分析,让化学家们的疑惑变得更大了。

       像食醋、盐酸等物质带有酸味儿,能使蓝色的石蕊试纸变成红色,可以溶解锌和铁等金属生成氢气。这样的性质就叫作“酸性”,而其化合物的水溶液,也会显示出“酸性”。

酸性的共通性质是什么?

       有机化学的鼻祖德国化学家尤斯图斯·李比希(1803~1873),对“酸”的定义是“能被金属元素置换出氢的化合物”。例如,“锌”能与硫酸发生反应,生成硫酸锌与氢气。

       此时,硫酸中的“氢”就被“锌”给置换出来了。酸性物质中的“氢”被金属置换出以后,就失去了原本的酸性,或者其酸性会变弱。因此,他认为“酸性”主要来源于“氢”元素。

       但是,并不是所有带有“氢”的化合物都是呈酸性的。例如,甲烷(CH4)有4个“氢”原子,而乙醇(C2H5OH)则有6个“氢”原子,但是用金属“锌”都无法置换出其中的“氢”。

       这个问题在19世纪末,瑞典化学家斯万特·阿伦尼乌斯(1859~1927)提出“电离说”理论时才被发现。

       根据阿伦尼乌斯的“电离说”理论,“酸”是指在水溶液中能提供氢离子的物质。也就是说,一个物质是否为“酸”,主要取决于构成物质的氢原子,能否在水溶液中发生电离并产生氢离子。

       “酸性”主要源于氢离子H+(准确地说,是水合氢离子H3O+)。最终,阿伦尼乌斯对“酸”的定义得到了肯定,现在,这一说法已得到了广泛的普及。

“碱”与“盐基”

       “盐基”在化学上是与“酸”相对的物质。可与“酸”发生中和,生成盐和水(也有不生成水的情况)。

       “盐基(base)”就是“盐的基本(base of salt)”的意思,表示其能与“酸”中和并产生出盐。

       “碱(alkali)”原本是指大陆植物的灰烬(主要成分是“碳酸钙”)以及海中植物的灰烬(主要成分是“碳酸钠”)的统称,是由阿拉伯人命名的。

       这里的“alkali”就是“灰烬”的意思。后来衍生为“盐基中能溶于水中的物质(氢氧化钠氢氧化钙等)”,而“碱”这种念法也开始推广开来。主要用于表示“碱金属”(元素周期表中ⅠA族“锂”往下)、“碱土金属”(元素周期表中ⅡA族“钙”往下)等的氢氧化物。

 


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