1.均化效應
常見的礦酸如高氯酸、鹽酸、硫酸、硝酸等,都是強酸,在水中存在著下列酸堿平衡:
HClO4+H2O→←H3O++ClO4-
HCl+H2O→←H3O++Cl-
H2SO4+H2O→←H3O++HSO4-
HNO3+H2O→←H3O++NO3-
在水中,礦酸是強酸,水則是堿。水接受了礦酸的質(zhì)子而形成另一種酸——水合質(zhì)子(H3O+);礦酸放出質(zhì)子后則轉變成相應的共軛堿(ClO4-、Cl-、HSO4-、NO3-等)。這一酸堿反應向右進行得十分完全。即不論上述礦酸的酸度多強,溶于水后,其固有的酸強強度已不能表現(xiàn)出來,而統(tǒng)統(tǒng)都被均化到水合質(zhì)子(H3O+)的強度水平,結果使它們的酸強度都相等。溶劑的這種均化作用叫均化效應或稱調(diào)平效應。具有均化效應的溶劑叫均化性溶劑。水是上述礦酸的均化性溶劑。
2.區(qū)分效應
但水不能調(diào)平鹽酸和醋酸,因為對醋酸來說,水的堿性太弱,質(zhì)子轉移反應很不完全,
HAc+H2O→←H3O++Ac-
溶液中存在大量的醋酸分子,而水合質(zhì)子極少。由于鹽酸和醋酸在溶劑水中反應進行的程度不同,故顯示出二者酸強度的差別。這種能區(qū)分酸(堿)強弱的作用叫區(qū)分效應。具有區(qū)分效應的溶劑稱為區(qū)分性溶劑。對于鹽酸和醋酸來說,水是一個很好的區(qū)分性溶劑。
3.舉例
例如,某一弱堿B,在水中CKb<10-8,由于B的堿性太弱,而溶劑H2O的酸性又不夠強,堿B在水溶液中的質(zhì)子轉移反應很不完全,即溶劑H2O對堿B不能起均化作用,故不能被滴定。若更換酸性溶劑,將弱堿B溶于冰醋酸中,其質(zhì)子轉移反應向右可趨于完全:
B+HAc→←BH++Ac-
堿B溶于冰醋酸后,其堿強度已被均化到溶劑陰離子的堿強度水平,因而可用高氯酸進行滴定:
HClO4+HAc→←H2Ac++ClO4-
B+HAc→←BH++Ac-
H2Ac++Ac-→←2HAc
整個過程中,溶劑(HAc)仍然起了傳遞質(zhì)子的作用,而本身并無什么變化。