top of page
5e.png

​莫斯利自然科學

運用布-洛酸鹼理論判斷酸鹼的相對強度全攻略 | 莫斯利自然科學

11月1日
讀畢需時 2 分鐘

已更新:27false02 GMT+0000 (Coordinated Universal Time)


當我們在化學反應中看到不同的粒子互相爭奪質子時,如何不用繁複的解離常數(K_a、K_b)計算,就能一眼看出誰的酸性比較強、誰的鹼性比較霸道?

這正是高中選修化學中,運用布朗士德-勞理酸鹼學說(布-洛學說)來直接判定酸鹼相對強度的核心心法。


酸鹼鹽的平衡 酸鹼的相對強度
酸鹼的相對強度之必考題型解析

一、 不用 K_a 與 K_b 的「質子競爭趨勢」判定法

根據布-洛酸鹼學說,酸鹼中和反應的本質其實就是一場「質子 (H⁺) 的爭奪戰」。反應永遠會朝著「生成較弱的酸與較弱的鹼」的方向進行:


1. 核心大原則:強者交出質子

  • 強酸(如 HCl)極不穩定且極易捐贈質子,其產生的共軛鹼(如 Cl⁻)幾乎沒有接受質子的能力(屬於極弱鹼)。


  • 弱酸(如 CH₃COOH)傾向保留質子,其產生的共軛鹼則具有較強的質子接受能力(屬於較強的共軛鹼)。


2. 利用平衡反應方向判定相對強度

給定一個酸鹼平衡反應式: A₁ + B₂ ⇌ A₂ + B₁


  • 如果平衡明顯偏向右方(正反應有利),代表左邊的酸 A₁ 實力比右邊的酸 A₂ 還要強,因此 A₁ 的酸性大於 A₂。


  • 強弱互補口訣: 酸性愈強,其共軛鹼愈弱;鹼性愈強,其共軛酸愈弱。


二、 講義精選例題

【題目】

已知在水溶液中會發生下列質子轉移反應:


  1. CH₃COOH + H₂O ⇌ H₃O⁺ + CH₃COO⁻ (反應向右進行的趨勢顯著)


  2. H₂O + NH₃ ⇌ NH₄⁺ + OH⁻ (反應向右進行的趨勢顯著) 試根據上述反應,比較 CH₃COOH、H₃O⁺、NH₄⁺ 三者酸性的強弱順序。


【解析】

  1. 分析反應 1:


    • 反應物中的酸是 CH₃COOH,生成物中的酸是 H₃O⁺。


    • 因為反應向右進行,代表 H₃O⁺ 釋放質子的能力比 CH₃COOH 強,或者是說 CH₃COOH 較不願意釋放質子。因此酸性:H₃O⁺ 大於 CH₃COOH。


  2. 分析反應 2:


    • 反應物中的酸是 H₂O,生成物中的酸是 NH₄⁺。


    • 因為反應向右進行,代表 NH₄⁺ 釋放質子的能力比 H₂O 強。因此酸性:NH₄⁺ 大於 H₂O。


  3. 綜合比較:


    • 將兩者串聯起來,H₃O⁺ 的酸性最強,其次是 CH₃COOH,最後是 NH₄⁺ 與 H₂O 體系。


【答案】

三者酸性強弱順序為:H₃O⁺ > CH₃COOH > NH₄⁺。


三、 莫斯利重點整理

  1. 質子親和力(Proton Affinity)觀念:


    • 鹼的本質就是對質子的「親和力」。鹼性愈強,代表它搶奪質子的能力愈霸道。


  2. 穩定度決定酸性強弱:


    • 當一個酸 (HA) 失去質子變成共軛鹼 (A⁻) 時,如果這個共軛鹼的負電荷能夠被有效分散(例如體積較大、具備共振結構或電負度較強的原子承載),那麼這個共軛鹼就非常安定,原來的 HA 就越容易放掉質子,因而呈現強酸。


  3. 酸鹼強弱比較的四字訣:「強者居弱」。在任何酸鹼平衡中,質子永遠會轉移給實力最強的鹼,最終留下來的總是相對較弱的酸與鹼。


bottom of page