酸

酸天然存在于大自然中。它们存在于大多数食物中。例如，柠檬酸和抗坏血酸（维生素 C）常见于橙子和柠檬等柑橘类水果中。同样，牛奶中含有乳酸，苹果中含有苹果酸，罗望子中含有酒石酸，等等。此外，碳酸饮料还含有磷酸，醋含有乙酸，人体胃中含有盐酸，有助于消化食物。

酸也用于各种家庭用途。例如，在厨房里，我们使用醋（乙酸）和小苏打，我们使用硼酸用于洗衣，而洗涤苏打用于清洁。酸也用于工业和实验室，如 HCl 和 H₂SO₄。

什么是酸？

“酸”一词来源于拉丁语 acidus 或 acere，意为“酸味”。酸是离子化合物或含氢物质，它们在水溶液中解离成离子时会产生质子（氢离子）。它们会捐赠氢离子，并倾向于接受电子。酸解离后产生的氢离子越多，酸度就越高，但溶液的 pH 值就越低。

酸的常见定义

三位不同的科学家提出了三个理论来定义酸和碱。让我们看看他们是如何定义酸的；

• 阿伦尼乌斯酸：根据阿伦尼乌斯理论，酸是在解离后能在溶液中产生或增加氢离子（H⁺）浓度的物质。
• 布朗斯特-劳里酸：根据布朗斯特-劳里理论，酸是捐赠质子的物质。
• 路易斯酸：这个路易斯理论认为，能接受一对电子的物质是酸。

酸的类型

i) 基于解离

根据其解离倾向，酸可以被识别为强酸或弱酸。例如，在解离或电离成离子时完全离解的酸称为强酸，如盐酸。而在溶液中部分解离成离子的酸称为弱酸。例如，乙酸。因此，酸在水溶液中解离形成其组成离子，如下所示；

HCl (aq) → H⁺ + Cl^-

H₂SO₄ → 2H⁺ + SO₄^2-

CH3CO2H → H⁺ + CH₃CO₂^-

ii) 基于来源

根据来源，它们可以分为两类；天然酸和矿物酸。

• 天然酸：它们天然存在，如在水果和体内，例如，乳酸、柠檬酸、酒石酸存在于水果中，盐酸存在于胃中。
• 矿物酸：这些酸是由矿物制备的。例如，盐酸（HCl）和硝酸（HNO₃）等。

如何在化学反应中识别酸

化学物质或化合物中氢原子数量的变化可以告诉你它是否是酸。你可以在化学反应前后计算分子中的氢原子数量。如果反应后氢原子数量减少，那么它就是酸，因为酸倾向于捐赠氢离子。例如，请看以下反应；

HCO₃^- + HOH → H₂CO₃ + OH^-

酸的性质

酸有很多特征或性质，其中一些列在下面；

• 它们在水溶液中呈酸味。
• 它们可溶于水。
• 如果品尝或食用，它们可能会有害。
• 它们是良好的导电体，特别是强酸。例如，电解质是酸的水溶液。
• 它们的 pH 值小于 7，范围在 0 到 6 之间。
• 它们将石蕊试液的蓝色变为红色。
• 它们与活泼金属反应时会产生氢气。
• 酸与碱反应会生成中性物质。在此反应中，它们会产生盐化合物和水。这种情况主要发生在强酸与强碱反应时。
• 它们通常具有很强的腐蚀性，因此很容易使金属生锈。
• 它们添加到水中时会释放氢离子。
• 酸将甲基橙的橙色或黄色变为粉红色。
• 它们使粉红色的酚酞变无色。
• 某些弱酸（如碳酸）不与金属反应。
• 金属在金属活动性顺序中位于氢上方，与稀酸反应时会生成盐和氢。
• 它们与亚硫酸盐和酸式亚硫酸盐反应时，会产生二氧化硫以及盐和水。
• 它们的分类基于它们的强度、来源、浓度等。
• 矿物酸是无色液体。然而，硫酸有时因杂质而呈黄色。一些有机酸可能是白色固体。

酸的用途

• 醋（乙酸溶液）用作食品防腐剂。
• 柠檬酸存在于柠檬和橙汁中。它也用作食品防腐剂。
• 硫酸用于电池。这种电池用于汽车启动发动机。
• 硫酸和硝酸广泛用于染料、油漆、肥料等工业生产中。
• 磷酸是许多软饮料的主要成分之一。

一些常见的酸

盐酸

HCl 是一种强矿物酸，因为它在水中完全电离或解离。其化学式为 HCl，是一种强腐蚀性酸。它有许多工业用途，通常通过将 HCl 与水反应制备，从而得到一种在水中具有强烈刺激性气味的 HCl 溶液，如下所示；

HCl (g) + H₂O (l) → H₃O⁺ (aq) + Cl⁺ (aq)

因此，HCl 用于制备氯化物。它还有很多用途，例如用于钢铁加工、电池生产、烟花制造以及糖的加工、食盐的提纯和明胶的制造。此外，它还广泛用于滴定以测定碱的含量。

硫酸

它也是一种强腐蚀性的强矿物酸。其化学式或分子式为 H₂SO₄。硫酸对水有很强的亲和力。其水合作用放热量很大。因此，它被用作脱水剂。特别是浓硫酸表现出很强的脱水性。它很容易从糖和碳水化合物等化合物中去除水分，产生热量、蒸汽和碳。

此外，当它与大多数金属反应时，它会像典型的酸一样产生氢气。它有多种用途，例如用于清洁家用排水管，用作电池中的电解质，并且还用于各种清洁剂中。它也是化学工业中广泛使用的化学品。

硝酸

硝酸（HNO₃）是一种强腐蚀性酸。它也是一种矿物酸，通常用作强氧化剂，并在常温下被认为是强酸。

它可以由二氧化氮（NO₂）与水反应形成，如下面的化学反应所示；

3NO₂ (g) + H₂O (l) → 2HNO₃ (aq) + NO (g)

虽然硝酸也能与金属反应，但这取决于酸的浓度和金属的性质。稀硝酸与大多数金属反应时表现为典型的酸。例如，它与镁、锰或锌反应时会产生氢气。示例如下；

Mg + 2HNO₃ → Mg (NO₃)₂ + H₂

Zn + 2HNO₃ → Zn (NO₃)₂ + H₂

它也是一种强氧化剂。当接触人体时，它可能会引起灼伤，因为它会通过蛋白质和脂肪的酸水解分解生物组织。它通过与角蛋白反应使人体皮肤变黄。此外，它不显示酸性性质，而是表现出氧化性性质。

碳酸

它是一种弱酸，化学式为 H₂CO₃。二氧化碳在水中的溶液（碳酸水）也称为碳酸，因为它们含有少量碳酸。例如，当二氧化碳溶解在水中生成碳酸时，会形成化学平衡，如下所示；

CO₂ + H₂O ↔ H₂CO₃

该反应可以控制以有利于反应物从溶液中产生 CO₂，从而导致碳酸饮料中形成气泡。碳酸可以形成两种盐，即碳酸盐和碳酸氢盐。

甲酸

它是最简单的羧酸，也称为甲酸。其化学式为 HCO₂H。它天然存在，例如在某些蚂蚁中。它最初是从蚂蚁中分离出来的，因此得名于拉丁词“formica”，意为蚂蚁。

甲酸是液体，味道酸，有刺鼻气味。当它接触皮肤时，会引起刺痛感。它用于纺织品和皮革的加工。

柠檬酸

它是一种弱酸，化学式为（C₆H₈O₇）。它是一种三羧酸，是一种可食用酸，天然存在于柑橘类水果中。少量也存在于其他水果中，如西红柿、樱桃、草莓和菠萝。

它被称为柠檬酸，因为它主要天然存在于柑橘类水果中。纯净状态下，它具有浓郁而酸涩的风味。由于可食用，它被用于食品和饮料中以增加风味和作为防腐剂。它也用于清洁剂和食品补充剂。

乙酰水杨酸

它也称为阿司匹林。其分子式为 C₉H₈O₄。它是一种白色、结晶状的弱酸，存在于柳树叶中。

它具有抗炎和退热特性，这使其成为一种广泛使用的药物，用于治疗发烧、疼痛和炎症。可能它是全世界最常用的止痛药和退热药。此外，这种酸还用作预防血小板聚集和中风血栓的药物。

乙酸

乙酸，也称为乙酸，是一种重要的羧酸。它是一种一元羧酸，含有两个碳原子和一个羧酸基团，其化学式或分子式为 CH₃COOH。醋含有 5% 到 10% 的乙酸，这赋予了醋其酸味和刺鼻气味。

乙酸通常以液体状态存在。在纯净状态下，它在室温以下容易结晶。乙酸是一种无色有机液体，具有类似醋的刺鼻气味。它具有抗菌和抗真菌的特性。

氢氟酸

氢氟酸也称为氟化氢和一氟化氢。其化学式为 HF。当它溶解在水中时，它被称为氢氟酸。

它是一种弱酸，因为它在溶液中不能完全解离成离子。尽管它是一种弱酸，但它具有很强的腐蚀性。它可以腐蚀玻璃和金属，因此它被储存在塑料容器中。如果它接触到皮肤，它可能会穿透皮肤损伤骨骼。氢氟酸用于生产氟化物，包括氟西汀和特氟龙。

草酸

草酸是一种弱酸。它也称为乙二酸和草酸氢。其化学式为 H₂C₂O₄，属于羧酸家族。

草酸是一种结晶状、无色的有机化合物。它之所以被命名为草酸，是因为它最早是从酢浆草（Oxalis sp.）中分离出来的。它主要存在于绿叶蔬菜等绿色食品中。它也由某些微生物和动物产生。它用于金属清洁剂、防锈产品以及木材、皮革等的漂白剂。

磷酸

磷酸也称为原磷酸、三氢磷酸和磷酸。其化学式为 H₃PO₄。在纯净状态下，它是一种结晶固体，而在稀释状态下，它是一种无味无色的液体。它是从矿物磷制成的，矿物磷首先转化为五氧化二磷，然后再次处理以将其转化为磷酸。

它是一种强矿物酸，广泛用于家庭清洁和防锈产品。它也用作牙科蚀刻剂。此外，它使软饮料具有酸味，并用于赋予食品产品水果味。它还有助于防止细菌在含糖溶液中生长。