磷酸、亞磷酸、次磷酸的酸性強度比較 廖家榮1、劉燕孝2 臺北市立建國高級中學1jzliao@ck.tp.edu.tw2schemistry0120@gmail.com n  前言 在高中課堂上介紹酸在水中的解離強度時，我們總會附上酸的pKa值及資料來源，其中也包含磷酸、亞磷酸及次磷酸，此三者的酸性強弱次序與參考資料的來源有關，某些講義文本的載述不同，常有學生問何者正確，並進一步詢問如何解釋，我們總是從酸在水中的解離切入，再介紹有機羧酸的結構特性中的羰基（CO，carbonyl group）對酸性強弱的影響，再導引到無機的含氧酸，這樣的解說方式，學生的接受度高，於此提出供參考。以下將由酸在水中的解離切入，經實例的比較與討論，檢視分子中羰基數目與鄰接羥基數目的多寡，歸納出比較的規則，最後應用於磷酸、亞磷酸及次磷酸的酸性強度比較上。 n  酸在水中的解離與酸性強弱的討論 以HA表示酸的通式，酸在水中的解離反應可表示成： HA(aq) + H2O(l)  H3O+(aq) + A–(aq)，解離常數Ka            [1] 解離前，分子HA不帶電，分子中的氫原子（H）所帶的部分正電荷愈多者，所受的束縛愈小，使HA愈易解離出H+，使溶液中H3O+增多，代表HA的酸性愈強；此外在解離後，陰離子A–溶於水愈安定者，電荷愈分散1，愈不利逆反應或水解的進行，HA的酸性也愈強。而Ka或pKa數值的大小，便是綜合所有效應後的結果呈現。 為了比較不同酸的酸性強弱，我們分兩方面來看，一方面是解離前電中性分子HA的比較，主要著重於誘導效應；另一方面是解離後陰離子A–的比較，重點則擺在電荷的分散效果1。以具有O-H結構的含氧酸為例，無論是結構、共價鍵結原子的種類及鍵結順序，皆會影響解離前氫原子（H）所帶部分正電荷的多寡，也會影響陰離子A–的性質。 以下是一些解離前的分子結構及其25℃時的pKa1數值，作一比較（氫鍵對解離前O-H中氫原子的束縛在此不討論）。 n  誘導效應相近時，電荷分散效應影響酸性強弱的實例討論 過氧化氫                                               碳酸過氧甲酸 11.62, 11.623,             *3.582, 3.737.14, 11.655, 11.76**57,6.36, 6.358, 6.3519, 6.35257.7710 圖1：過氧化氫、碳酸與過氧甲酸 ( peroxyformic acid ) 的結構式及其不同參考資料的pKa1值 *註：H2CO3(aq) + H2O(l)  HCO3–(aq) + H3O+(aq)，Ka1             [2] **註：CO2(aq) + H2O(l)  HCO3–(aq) + H3O+(aq)，Ka1’               [3] 如圖1，過氧化氫 ( […]