氢氢酸:修订间差异
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'''氢氢酸'''是氢的无氧酸。 | '''氢氢酸'''是氢的无氧酸。 | ||
通常氢气不是电解质,也难溶于水,但最近的研究表明,在含有[[超盐酸高鉲]](四十氯化五鉲,Ka<sub>5</sub>(Cl<sub>10</sub>)<sub>4</sub>)的水溶液中,由于[[超盐酸]]根的[[魔键]]作用以及高价[[鉲]]的自催化氧化性,氢气可以发生电离 | ==化学性质== | ||
H<sub>2</sub>=可逆=H<sup>+</sup>+H<sup>-</sup> | |||
H<sub>2</sub>=可逆=2H<sup>+</sup>+2e<sup>-</sup> | 通常氢气不是电解质,也难溶于水,但最近的研究表明,在含有[[超盐酸高鉲]](四十氯化五鉲,Ka<sub>5</sub>(Cl<sub>10</sub>)<sub>4</sub>)的水溶液中,由于[[超盐酸]]根的[[魔键]]作用以及高价[[鉲]]的自催化氧化性,氢气可以发生电离: | ||
:H<sub>2</sub>=可逆=H<sup>+</sup>+H<sup>-</sup> | |||
:H<sub>2</sub>=可逆=2H<sup>+</sup>+2e<sup>-</sup> | |||
由于Ka<sup>8+</sup>和魔键的相互作用加上其本身的自催化效应,魔键会把Ka离子和氢负离子或电子控制在它们附近(事实上这两种粒子同时有被超盐酸氢根还原和被Ka<sup>8+</sup>氧化的趋势),H<sup>+</sup>得以游离,形成了氢氢酸溶液。 | |||
本质上,氢氢酸的化学式更接近H<sub>2</sub>Ka<sub>5</sub>(Cl<sub>10</sub>)<sub>4</sub>,其电离式为 | 本质上,氢氢酸的化学式更接近H<sub>2</sub>Ka<sub>5</sub>(Cl<sub>10</sub>)<sub>4</sub>,其电离式为 | ||
H<sub>2</sub>Ka<sub>5</sub>(Cl<sub>10</sub>)<sub>4</sub>=可逆=Ka<sub>5</sub>(Cl<sub>10</sub>)<sub>4</sub><sup>2-</sup>+2H<sup>+</sup> | |||
H<sub>2</sub>Ka<sub>5</sub>(Cl<sub>10</sub>)<sub>4</sub>=可逆=HKa<sub>5</sub>(Cl<sub>10</sub>)<sub>4</sub><sup>-</sup>+H<sup>+</sup> | :H<sub>2</sub>Ka<sub>5</sub>(Cl<sub>10</sub>)<sub>4</sub>=可逆=Ka<sub>5</sub>(Cl<sub>10</sub>)<sub>4</sub><sup>2-</sup>+2H<sup>+</sup> | ||
:H<sub>2</sub>Ka<sub>5</sub>(Cl<sub>10</sub>)<sub>4</sub>=可逆=HKa<sub>5</sub>(Cl<sub>10</sub>)<sub>4</sub><sup>-</sup>+H<sup>+</sup> | |||
此化学式可以较准确的表示电子被Ka<sub>5</sub>(Cl<sub>10</sub>)<sub>4</sub>作用,形成一一对应的较稳定结构的情形;但在有关氢氢酸的反应中,Ka<sub>5</sub>(Cl<sub>10</sub>)<sub>4</sub>只起稳定其酸根的作用而不参加反应,所以可以看成它的酸根只是H<sup>-</sup>和e<sup>-</sup>。 | |||
2MnO<sub>4</sub><sup>-</sup>+16H<sup>+</sup>+10H<sup>-</sup>=Mn<sub>2</sub><sup>+</sup>+8H<sub>2</sub>O+5H<sub>2</sub> | 在这种溶液中,H<sub>2</sub>几乎可以完全电离,pKa1=-5.438,pKa2=1.051。 | ||
2MnO<sub>4</sub><sup>-</sup>+8H<sup>+</sup>+5e<sup>-</sup>=Mn<sub>2</sub><sup>+</sup>+4H<sub>2</sub>O | |||
===与金属的反应=== | |||
任何金属均可看做氢氢酸的正盐,而金属氢化物则是它的酸式盐。 | |||
氢氢酸根毫无疑问具有极强还原性,但是由于Ka<sub>5</sub>(Cl<sub>10</sub>)<sub>4</sub>的限制作用,和它反应的氧化剂必须高于Ka<sup>8+</sup>的自催化氧化还原电势(1.051V)。 | |||
:2MnO<sub>4</sub><sup>-</sup>+16H<sup>+</sup>+10H<sup>-</sup>=Mn<sub>2</sub><sup>+</sup>+8H<sub>2</sub>O+5H<sub>2</sub> | |||
:2MnO<sub>4</sub><sup>-</sup>+8H<sup>+</sup>+5e<sup>-</sup>=Mn<sub>2</sub><sup>+</sup>+4H<sub>2</sub>O | |||
(此处及以下全文反应条件均为Ka<sub>5</sub>(Cl<sub>10</sub>)<sub>4</sub>) | (此处及以下全文反应条件均为Ka<sub>5</sub>(Cl<sub>10</sub>)<sub>4</sub>) | ||
在第一式中,生成的H<sub>2</sub>又会部分溶于溶液。 | 在第一式中,生成的H<sub>2</sub>又会部分溶于溶液。 | ||
氢氢酸与金属反应时, | |||
Mg+2H<sub>2</sub>=MgH<sub>2</sub>+H<sub>2</sub> | 氢氢酸与金属反应时,如果仿照一般无氧酸写出化学方程式: | ||
Mg+H<sub>2</sub>=Mg+H<sub>2</sub> | |||
:Mg+2H<sub>2</sub>=MgH<sub>2</sub>+H<sub>2</sub> | |||
:Mg+H<sub>2</sub>=Mg+H<sub>2</sub> | |||
可以看出,第一个反应本质就是Mg+H<sub>2</sub>=MgH<sub>2</sub>,而第二个反应相当于没有发生。 | 可以看出,第一个反应本质就是Mg+H<sub>2</sub>=MgH<sub>2</sub>,而第二个反应相当于没有发生。 | ||
第一个反应确实是可以发生的,但是生成的H<sub>2</sub>也会溶解。所以,氢氢酸和金属反应不生成氢气。 | 第一个反应确实是可以发生的,但是生成的H<sub>2</sub>也会溶解。所以,氢氢酸和金属反应不生成氢气。 | ||
氢氢酸及其盐可发生复分解反应。 | 氢氢酸及其盐可发生复分解反应。 | ||
MgH<sub>2</sub>+2NaOH=Mg(OH)<sub>2</sub>+2NaH | ===酸式盐=== | ||
:MgH<sub>2</sub>+2NaOH=Mg(OH)<sub>2</sub>+2NaH | |||
再加入{{自造金属|圆}}元素离子Uv<sup>3+</sup>时,可发生如下反应: | 再加入{{自造金属|圆}}元素离子Uv<sup>3+</sup>时,可发生如下反应: | ||
MgH<sub>2</sub>+2NaOH=2H<sub>2</sub>O+2Na+Mg | |||
(参考形 | :MgH<sub>2</sub>+2NaOH=2H<sub>2</sub>O+2Na+Mg | ||
2Na+H<sub>2</sub>(aq)=2NaH | (参考形式2NaHCO<sub>3</sub>+2KOH=Na<sub>2</sub>CO<sub>3</sub>+K<sub>2</sub>CO<sub>3</sub>+2H<sub>2</sub>O) | ||
2Na+2H<sub>2</sub>O=2NaOH+H<sub>2</sub> | |||
===正盐=== | |||
:2Na+H<sub>2</sub>(aq)=2NaH | |||
:2Na+2H<sub>2</sub>O=2NaOH+H<sub>2</sub> | |||
Ka<sub>5</sub>(Cl<sub>10</sub>)<sub>4</sub>并不能影响这个反应。 | |||
加入Uv<sup>3+</sup>后: | 加入Uv<sup>3+</sup>后: | ||
:2Na+H<sub>2</sub>O=Na<sub>2</sub>O+H<sub>2</sub> | |||
另外要注意的是: | |||
:2Na+2HCl=2NaCl+H<sub>2</sub> | |||
这个反应在无Ka<sub>5</sub>(Cl<sub>10</sub>)<sub>4</sub>时,其可看做是盐+强酸=盐+弱酸类型的反应。在有Ka<sub>5</sub>(Cl<sub>10</sub>)<sub>4</sub>时,生成的H<sub>2</sub>形成了氢氢酸: | |||
:2Na+2HCl=2NaCl+H<sub>2</sub> | |||
:H<sub>2</sub>+2Na=2NaH | |||
总的反应为2Na+HCl=NaCl+NaH。 | |||
总的反应为2Na+HCl=NaCl+NaH |