強酸は、誘電率が高いため、高い溶解力を持っています。ただし、温度は物質の溶解速度にも影響します。
酸について話すときはいつでも、通常、それらは危険または有害であると推測します.はい、間違った方法で使用すると有害ですが、地球上の他の化学成分と同様に、酸は不可欠です.
私たちの胃には強酸である HCl (塩酸) があり、これがなければ食べ物を消化することはできません。葉物野菜や果物に含まれる葉酸は、ビタミン B の必須供給源です。酢 (酢酸) は、食べ物の味を良くします。酸のこの二重の性質を考えると、それらの特性を研究することは興味深いことです.
強酸とは?
酸の強さは、通常、水に溶解したときにプロトン (H+) を供与する能力によって決まります (ブレンステッド酸)。したがって、「pH スケール」と呼ばれるスケールが存在します (p は 「potenz」 を表します)。 これはドイツ語で「力」を意味します)、酸または塩基の強さを識別します。
0 からの範囲です (最も酸性) ~ 14 (最も基本的/アルカリ性)
簡単な式 pH =-log10[H+] を使用して pH を決定します。ここで、[H+] は mol/L で表される陽子の濃度です。
pH スケール (写真提供:BlueRingMedia/Shutterstock)
したがって、強酸について話すときは、pH 0 ~ 2 の範囲になります。強酸は、陽子の急速な供与に基づいて識別され、そのうちのいくつかは、HCl、H2SO4、HNO3、ピクリン酸などの非常に腐食性があります。弱酸には、酢酸 (酢)、クエン酸 (レモン)、安息香酸などがあります。 .
比誘電率(ε) 酸の
比誘電率は、液体の「誘電率」とも呼ばれます。これは、2 つの荷電粒子を分離しておくために必要な力の尺度です。誘電率の値が高いほど、荷電粒子を分離しておくために必要な力は少なくなります。誘電率を計算する式は次のとおりです。
εr =ε / ε0
どこで、
ε =誘電率 – 2 つの電荷間の媒体の性質に依存
ε0 =真空の誘電率 – 定数 – 8.854 × 10−12 J −1 C2 m−1 .
誘電率は無次元量です。たとえば、真空の誘電率を常に 1 とし、250℃の水の誘電率を 78 とします。つまり、真空の誘電率のほぼ 2 倍です。これは単純に、真空中では 2 つの荷電粒子を分離できないことを意味します。真空はイオン間力に対する抵抗が少ないためです。一方、水中では、2 つの荷電粒子はそのままで安定した状態を保つことができます。
物質の構成分子が容易に分極できる場合、その物質の誘電率は非常に大きくなります。水中では、電気陽性の水素原子に結合した非常に電気陰性の酸素原子により、高い極性があります。これにより、水は良好な極性溶媒になり、「万能溶媒」と呼ばれることがよくあります。
強酸について話すとき、それらは高度にイオン化可能であると想定しています。実際、ほとんどの強酸は、水よりも大きな誘電率を持っています。
ACID | 温度 (0C) | 誘電率 ( εr) |
硫酸 (H2SO4) | 20 | 84 |
塩酸 (HCl) | -95 | 9.3 |
硝酸 (HNO3) | 14 | 55 |
ヨウ化水素酸 (HI) | -50 | 3.4 |
これは、物質が水よりも酸に溶けやすいことを意味します。したがって、強酸は物質を非常に速く溶解するため、本質的に非常に腐食性があります。この反応は発熱性が高く、温度が上昇します。
溶解度に対する温度の影響
水は普遍的な溶媒であり、反応やプロセスに多くの用途があります。多くの物質は水にすぐに溶けますが、中には溶解するのに加熱が必要なものもあります。ここでのアイデアは「エネルギー供給」です。熱を供給すると、基本的に溶質の運動エネルギーが増加します。それらがエネルギーを得ると、その動きが加速して崩壊し、溶媒分子の間に押し込まれます。
授業が行われている間、学生が教室で整然と座っていると想像してみてください。突然、学校内(熱源)で火事が発生したと誰かが叫びます。生徒の即時の反応は、学校から逃げようとします。
秩序だった配列から混沌とした配列へと子供たちが分散するのは、溶質を加熱したときに起こることです。したがって、固体を水に溶解するとき、温度を上げると溶解度が増加するのが一般的な傾向です (気体の場合は逆です)。
強酸も同様です。熱い物質を入れると、酸により多くのエネルギーが供給され、イオン化能力が高まり、誘電率がわずかに増加します。したがって、冷たい物質と比較して、酸は物質をより速く溶解します。
温かい食べ物と冷たい食べ物、どちらが消化が早いですか?
この概念を適用するという点で、私たちは自問する必要があります。私たちの胃には非常に強い酸である HCl が含まれていることを考えると、温かい食べ物と冷たい食べ物のどちらを食べるべきか?温かい食べ物を食べると、冷たい食べ物を食べるより消化が楽になります。
食べ物が熱いと、栄養素の一部が分解されたり、酸によって急速に分解されやすくなります.一方、冷たい食べ物は、分解するのにより多くの時間とエネルギーを必要とします.
したがって、温かい食べ物と冷たい食べ物を消化するのに必要な時間には違いがあります.
結論
強酸は、誘電率が高いため、その性質に関係なく物質を容易に溶解します。熱い物質は高い熱エネルギーを持っているため、冷たい物質よりも速く溶解します。これは、酸が急速に溶解するのに役立ちますが、冷たい物質は酸自体から熱を奪って室温に戻すため、溶解プロセスが遅くなります.