弱酸

在水溶液中部分解离成离子的酸是弱酸。相比之下，完全解离的酸是强酸。弱酸的共轭碱是弱碱，弱碱的共轭酸是弱酸。在相同浓度下，弱酸的 pH 值高于强酸。在日常生活中，弱酸比强酸更容易找到。例如，醋酸存在于醋中，柠檬酸存在于柠檬汁中，等等。

弱酸的电离

强酸在水中电离的反应符号是从左到右的箭头。而弱酸则使用双箭头，表示正向和逆向反应在平衡时同时发生。达到平衡时，水溶液中含有弱酸、其共轭碱和氢离子，如下所示：

HA ⇌ H⁺ + A⁻

对于醋酸，化学反应如下：

H₃COOH ⇌ CH₃COO^- + H⁺

在上述反应中，乙酸根离子 (CH3COO^-) 是醋酸的共轭碱。

是什么使得酸是弱酸？

酸在水中解离的能力取决于其不同原子之间化学键的极性。如果键中的原子具有几乎相同的电负性，则电子在它们之间均等共享，因此它们之间形成非极性键。相反，如果参与原子的电负性存在差异，则会产生电荷分离，导致电子更倾向于吸引到其中一个原子，从而在这种情况下，原子之间形成极性键或离子键。

当氢原子与高电负性元素键合时，它会带有轻微的正电荷。如果氢的电子密度较低，则其极性更大，更容易电离，在这种情况下酸性更强。然而，当氢与其他原子之间的极性较低时，去除氢离子并不容易，因此形成弱酸。

决定酸强度的另一个因素是与氢键合的原子的大小。如果尺寸更大，键的强度就会更小，键更容易断裂以释放氢，因此酸的强度增加。

常见的弱酸

1. 甲酸

甲酸是最基本的羧酸之一。它也称为甲酸。其化学式为 HCOOH 或 CH₂O₂。它天然存在于某些蚂蚁体内。在标准温度和压力条件下，它表现为无色液体。

其密度为 1.22 克/毫升；熔点为 8.4 摄氏度；pKa 值为 3.745；摩尔质量为 46.025 克/摩尔，沸点为 100.8 摄氏度。此外，甲酸与许多有机溶剂混溶，包括乙醇、甲醇、甘油等。然而，它可溶于苯和甲苯等芳香族化合物。

2. 醋酸

它也称为乙酸。它是一种弱酸，化学式为 CH₃COOH。它是醋的主要成分；5% 至 20% 的醋酸水溶液。作为一种弱酸，它在水中会部分解离成离子。

其摩尔质量为 60.052 克/摩尔。在标准温度和压力条件下，它是一种具有强烈气味的无色液体。在液态下，其密度为 1.049 克/立方厘米。而在固态下，其密度为 1.27 克/立方厘米。其熔点约为 16 摄氏度，沸点在 110 至 118 摄氏度之间。

此外，由于其抗菌特性，它被用作防腐剂。它还用于制造各种产品，如人造丝纤维、橡胶、香水等。

3. 苯甲酸

它是一种弱有机酸，化学式为 C₆H₅CO₂H。它天然存在于许多植物中。它也被称为苯甲酸和羧基苯。

固态时无色。熔点为 122 摄氏度，沸点为 250 摄氏度。分子量为 122.12 克/摩尔，密度为 1.27 克/立方厘米。它难溶于水。例如，在 25 摄氏度时，其在水中的溶解度为 3.44 克/升。它溶于某些有机溶剂，如苯、丙酮、酒精等。

它被用作各种食品的防腐剂，如泡菜、果汁和加工食品。此外，它还用于预防细菌感染、癣和脚气。它还用于制造苯酚、染料和驱虫剂。

4. 草酸

草酸是一种弱有机酸。其化学式为 C₂H₂O₄ 或 HOOCCOOH。它也称为乙二酸，天然存在于植物、水果、可可、坚果、种子等中。在固态时，它是一种无色无味物质，溶于水。

其分子量为 90.03 克/摩尔；密度为 1.90 克/立方厘米，熔点为 190 摄氏度。它是最简单的二羧酸，其中两个羧酸基团 (COOH) 直接通过它们的碳原子相互连接。

由于能够捐赠两个氢离子，它具有二元酸的性质。在 150 摄氏度加热时会发生脱羧。此外，它用作清洁剂、金属加工、净化和稀释某些化学品、除锈过程以及染料制备。

5. 氢氟酸

氟化氢溶解在水中形成氢氟酸。这种弱酸的化学式为 HF。与其他弱酸一样，它也不会完全解离成离子（氢离子和氟离子）。尽管它是弱酸，但如果接触到身体，可能会导致严重灼伤。

HF 溶解在水中，在标准温度和压力条件下会形成无色溶液。HF 的 pKa 值为 3.17，48% HF 水溶液的密度约为 1.15 克/毫升。

它用于蚀刻硅、清洁金属以及制造电子产品。它还用于各种工业过程，例如炼油厂。它也需要溶解氧化物和硅酸盐。

6. 亚硝酸

亚硝酸是一种不稳定的弱酸，化学式为 HNO₂。它在冷稀溶液中制备。不稳定是因为它可以同时作为氧化剂和还原剂，因为其氮原子在化学反应中可以获得或失去电子。

其摩尔质量为 47.013 克/摩尔；密度为 1.1 克/立方厘米，沸点约为 158 摄氏度。它表现为淡蓝色溶液，有刺激性气味。它用于形成重氮盐和偶氮染料。它还用于去除叠氮化钠（一种爆炸性化合物）的毒性，并用作火箭液态燃料的氧化剂。

7. 亚硫酸

亚硫酸也有多个名称：二氧化硫溶液、三氧硫酸二氢或三氧硫酸。其化学式为 H₂SO₃。

它表现为具有灼热气味的无色液体。它是亚硫酸氢根的共轭酸。它可以腐蚀组织和金属。它是一种有毒化合物，接触身体会造成伤害。

其分子量为 82.07 克/摩尔。其分子由两个氢原子、三个氧原子和一个硫原子组成。它用作还原剂、消毒剂，用于生产纸制品以及作为工业中间体。

8. 磷酸

磷酸也称为原磷酸。其化学式为 H₃PO₄，表明它包含一个磷原子、四个氧原子和三个氢原子。

其分子量为 98.00 克/摩尔，熔点为 42.4 摄氏度，沸点为 158 摄氏度，密度为 1.88 克/立方厘米。此外，它易溶于水和乙醇。它有很多用途，如除锈、作为食品添加剂、作为饮料行业的酸化剂以及防止真菌、细菌等的生长。它还用于农业相关产品、制药公司以及个人护理产品的制备。