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拉平效應
來源:互聯網

拉平效應,亦稱為校平效應(leveling effect),是指在特定溶劑中,不同強度的酸或堿顯示同等強度的現象。例如,在水溶液中,所有比水合氫(H?O?)酸度高的酸都會降至水合氫的酸度;同理,所有堿性比氫氧根(OHˉ)高的堿都會降至氫氧根離子的堿度。這種效應揭示了溶劑對酸堿性質的顯著影響。

簡介

例如,鹽酸硝酸高氯酸乙酸中酸強度是不同的(即酸性不同),但以水為溶劑時,則難于區分他們的酸強度(可認為他們都是強酸,酸性一樣)。這是由于水對質子有較大的親和力,從而掩蓋了這些酸給出質子能力的差異,而把這些酸不同的強度拉平了。同樣,當二甲胺苯胺溶于甲酸中,由于甲酸具有較強的給出質子的能力,因此也把這兩種堿的強度拉平了。研究拉平效應,有助于認識溶劑對酸堿強度的影響,在化學研究上有一定的意義。

根據酸堿質子理論,一種物質在某種溶液中表現出的酸或堿的強度,不僅與酸堿的本質有關,也與溶劑的性質的有關。如在水中是一種強酸,趨近于完全離解,但在乙酸中卻不能完全離解。

水并不是唯一的溶劑,若用S代表任一溶劑,酸HB在其中的離解平衡為

實驗證明, 、、和的酸強度是有差別的,其強度順序為,可在水溶液中看不到它們的強度差別。

這是因為強酸在水溶液中給出質子的能力都很強,水的堿性已足夠接受這些酸給出的質子,只要這些酸的濃度不是太大,則它們將定量地與水作用,全部轉化為,即

即它們的酸的強度全部被拉平到的水平,這種將不同強度的酸拉平到溶劑化質子(這里是水化質子)水平的效應,稱為拉平效應。具有拉平效應的溶劑稱為拉平溶劑。在這里水是、 、和的拉平溶劑

應用實例

又如在水溶液中, 和的強度不同,但在液氨中二者的強度差異消失,即被液氨拉平到的強度水平。因此液氨是 和 的拉平溶劑。

在水溶液中和是兩種強度顯著不同的酸,

但在液氨中被拉平到同樣的酸性強度。

這種將不同強度的酸拉平到溶劑化質子(如氨合質子)水平的效應稱為拉平效應。

水的特殊性

水的拉平效應特別顯著,這是由于它具有高介電常數和強烈的接收質子傾向。水作為一種二性溶液,既能接受也能產生質子,這使得它在酸堿反應中扮演了重要的角色。

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