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硝酸和鹽酸都是一般的強(qiáng)酸,為什么兩者混合能成為超強(qiáng)酸“王水”?

發(fā)表時(shí)間:2021-12-20

王水實(shí)際上算不得超強(qiáng)酸,何況王水并非一種在常溫下十分穩(wěn)定的化合物,它的酸性和氧化性都隨著不斷分解為亞硝酰氯和氯氣而逐步衰減。
超強(qiáng)酸是有明確定義的
    傳統(tǒng)意義上的超強(qiáng)酸,是指酸度大于100%純硫酸的酸,其哈米特酸度函數(shù)為-12。而現(xiàn)代的超強(qiáng)酸定義則是指其質(zhì)子化學(xué)勢高于純硫酸的酸。目前工業(yè)出產(chǎn)的超強(qiáng)酸包括三氟甲磺酸(CF3SO3H)、和氟硫酸(HSO3F),它們都比硫酸的酸度強(qiáng)約1000倍。大多數(shù)超強(qiáng)酸是通過強(qiáng)路易斯酸和強(qiáng)布朗斯臺德酸的組合制備的,最超強(qiáng)的酸由此產(chǎn)生,即大名鼎鼎的氟銻酸。另外一群超強(qiáng)酸,則來自碳硼烷酸家族。
王水并沒想象的那么兇狠
    王水的腐蝕作用源于硝酸的硝酸的強(qiáng)氧化能力,其以恰當(dāng)?shù)谋壤c鹽酸混合獲得了一種具有溶解某些惰性金屬,如金和鉑的能力。但實(shí)際上王水也并不是什么都能溶解,對某些金屬他也是無能為力的。王水在常溫下無法溶解銀、鈦、銥、釕、錸、鉭、鈮、鉿、鋨或銠,但溫度壓強(qiáng)等條件改變他們也有可能會(huì)被王水攻破。
王水的質(zhì)變源于硝酸和鹽酸的完美搭配
    雖然硝酸和鹽酸單獨(dú)無法溶解黃金,但他們結(jié)合起來,構(gòu)成了一種流水線,各有分工。硝酸是一種強(qiáng)氧化劑,它能夠在接觸金表面時(shí)以其強(qiáng)大的氧化性使表面的金原子喪失電子,微微溶解,形成金離子(Au3 +)。然后,鹽酸提供的氯離子則順?biāo)浦鄣嘏c金離子反應(yīng)形成四氯金酸陰離子,這個(gè)反應(yīng)消耗了金離子,從而允許硝酸進(jìn)一步氧化金,直到最后所有的金都溶解成為氯金酸。
氧化性和酸性是化合物的兩個(gè)不同的屬性
氧化性是化合物獲得電子的能力,氧化性越強(qiáng)就越能夠從其他分子或原子奪取電子(奪取一個(gè)電子相當(dāng)于失去一個(gè)正電荷),使其變成陽離子,而使自己變成陰離子。
酸性是某種化合物釋放氫離子(質(zhì)子)的能力(不一定要在水中)。質(zhì)子具有弱氧化性,但能夠與氫氧根負(fù)離子(OH-)形成穩(wěn)定的水分子。從某種意義上來說,水既是一種酸,也是一種堿。

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