醫用化學/共軛酸堿的強弱

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醫用化學

電解質溶液
- 酸堿質子理論
  - 權堿概念
  - 共軛酸堿的強弱
  - 酸堿反應

共軛酸堿對的離解常數Ka和Kb之間有確定的關系。以HOAc為例推導如下：

由于溶劑水的濃度不常數，所以它不出現在平衡常數式中。

用KW表示［H3O+］［OH-］，KW稱為水的離子積。這說明在一定溫度下，水中的［H3O+］與［OH-］的乘積為一常數。所以　Ka.Kb=KW （2-7）

24℃時KW值為1.0×10-14.這個關系說明,只知道了酸的離解常數Ka,就可以計算出它的共軛堿的Kb，反之亦然。Ka和Kb是成反比的，而Ka和Kb正是反映酸和堿的強度，所以，在共軛酸堿對中，酸的強度愈大，其共軛堿的強度愈小；堿的強度愈大，其共軛酸的強度愈小。表2-6列出了一些共軛厔堿對的強度次序。

表2-6　共軛酸堿的強度次序

酸性增強	共軛酸（HB）	Ka（在水中）	pKa（在水中）	共軛堿（B）	堿性增強
H3O+			H2O
H2C2O4	5.4×10-2	1.27	HC2O-4
H2SO3	1.54×10	1.81	HSO-3
HSO-4	1.20×10-2	1.92	SO2-4
H3PO4	7.51×10-3	2.12	H2PO-4
HNO2	4.6×10-4	3.37	NO-2
HF	3.53×10-4	3.45	F-
HCOOH	1.77×10-4	3.75	HCOO-
HC2O-4	5.4×10-5	4.27	C2O2-4
CH3COOH	1.76×10-5	4.75	CH3COO-
H2CO3	4.30×10-7	6.37	HCO-3
HSO-3	1.02×10-7	6.91	SO2-3
H2S	9.1×10-8	7.04	HS-
H2PO-4	6.23×10-8	7.21	HPO2-4
NH+4	5.68×10-10	9.25	NH3
HCN	4.93×10-10	9.31	CH-
HCO-3	5.61×1011	10.25	CO2-3
H2O2	2.4×10-12	11.62	HO-2
HS-	1.1×10-12	11.96	S2-
HPO2-4	2.2×10-13	12.67	PO3-4
H2O			OH-

根據酸堿質子理論，酸堿在溶液中所表現出來的強度，不僅與酸堿的本性有關，也與溶劑的本性有關。我們所能測定的是酸堿在一定溶劑中表現出來的相對強度。同一種酸或堿，如果溶于不同的溶劑，它們所表現的相對強度就不同。例如HOAc在水中表現為弱酸，但在液氨中表現為強酸，這是因為液氨奪取質子的能力（即堿性）比水要強得多。這種現象進一步說明了酸堿強度的相對性。