哈米特酸度函数 (H0) 是一种用于衡量高浓度酸酸性的指标,包括超强酸。它是由物理有机化学家建议使用的 ,这也是最著名的酸度函数 ,它对于超出pH值范围的情况是很有用的。
在这样高浓度的酸性体系中,由于变化的活度系数,类似于亨德森-哈塞尔巴尔赫方程的简单近似不再有效。哈米特酸度函数使用领域很广,例如物理有机化学中研究酸催化反应,因为其中一些反应所用的酸浓度很高,甚至是纯的。
定义
哈米特酸度函数(H0),可以在高浓度的酸中代替pH使用。它使用类似于亨德森-哈塞尔巴尔赫方程的一个公式:
:H_{0} = \mbox{p}K_{BH^+} + \log \frac{[B]}{[BH^+]}
其中pKBH+是BH+的电离常数的负对数,它是一个非常弱的碱(B)的共轭酸,有一个非常负的pKBH+值。通过这种方式H0的值可以扩充到负值。哈米特最初使用一系列含有吸电子基团的苯胺衍生物作为碱的标准。 请注意,哈米特酸度函数明显避免了其等式中的水。它是pH标度的推广—在稀的水溶液中(当B 是H2O),pH几乎等于H0。通过使用不依赖于溶剂的酸度定量测量方法,消除了流平效应的影响,并且可以直接比较不同物质的酸度(例如使用 pKa,在水中HF弱于HCl或H2SO4,但是在冰醋酸中比盐酸强)
一些浓酸的H0:
- 氟锑酸 (1990): -31.3
- 魔酸 (1974): −19.2
- 碳硼烷酸: ≤ −18.0
- 氟磺酸 (1944): −15.1
*氟化氢: −15.1
*三氟甲磺酸 (1940): −14.1
*高氯酸: −13
- 氯磺酸 (1978): −12.78
- 硫酸: −12.0
对于混合物(e.g. 略為以水稀釋的酸),哈米特酸度函数與混合物的組成有關,並且必須由實驗決定。許多酸其 H0 對 莫耳分率 的圖可以在文獻中找到。
参考资料
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