多酸

[拼音]：duosuan

[外文]：polyacid

两个或两个以上的含氧酸分子缩合去水（见缩合反应）而成的酸。例如，两个磷酸H₃PO₄分子去水缩合而成的焦磷酸H₄P₂O₇，就是一种双酸：

2H₃PO₄─→H₄P₂O₇+H₂O

多酸中含有相同酸根的称为同多酸，含有不同酸根的称为杂多酸；相应的盐称为同多酸盐和杂多酸盐。同多酸及其盐如重铬酸 H₂Cr₂O₇和重铬酸钾K₂Cr₂O₇；杂多酸及其盐如十二水合十二钼磷酸H₃[PMo₁₂O₄₀]·12H₂O和十二钼磷酸钾K₃[PMo₁₂O₄₀]。

多酸是一种多核配合物（见配位化合物）。化学元素中有近40种元素可形成多酸，包括各个成酸元素、两性元素以至若干金属性较强的元素。元素周期表（见彩图）

中尤以第ⅤB和第ⅥB族元素能形成同多酸根离子。大部分含氧酸可以形成多酸；有些含氧酸，例如硝酸HNO₃和碳酸H₂CO不能缩合生成同多酸。多酸的结构问题尚未彻底解决。现在认为：钒酸根、钼酸根和钨酸根离子生成同多酸根离子是通过共有MO₆（M表示V、Mo、W）八面体的顶点或棱边相联结，共面相联结的情况极少（图1）。

同多酸的聚合度类型有：

（1）有限而无定度缩合，如铬酸根离子，有Cr₂O崻、Cr₃O崠、Cr₄O崘等；

（2）有限而有一定度缩合，如钼酸根和钨酸根离子，有六多酸、十二多酸等；

（3）无限而无定度缩合，如硅酸根和磷酸根离子。单硅酸可缩合为二、三、四、……至极高聚硅酸，成为硅酸溶胶或凝胶的粒子。

在杂多酸及其盐中，除碱金属和碱土金属外，几乎所有的金属元素都可作为中心原子(铬除外)。最早（1826年）报道的杂多酸根离子为PMo₁₂O咮（图2）。杂多酸一般是强酸，比它的母酸要强得多。通常，含有较小阳离子的杂多酸盐可溶于水，含有较大阳离子的盐则难溶解。例如Na⁺盐可溶，Cs⁺、Pb²⁺和Ba²⁺的杂多酸盐不溶，NH嬃、K⁺和Rb⁺的杂多酸盐难溶。

简单酸根离子溶液酸化时，逐渐生成各种同多酸根离子，其复杂性随酸度增高而增大。例如钼酸根离子MoO娸仅存在于pH较高的溶液中，当pH降低至4～5时，发生质子化和去水作用，生成七钼酸根离子Mo₇O愺^-，在酸性更强的溶液中，生成八钼酸根离子Mo₈O忲^-。继续酸化，进一步聚合，以至沉淀出水合MoO₃。杂多酸盐通常可由酸化各组分酸的盐溶液制得，例如酸化钼酸盐和钨酸盐溶液，形成钼和钨的杂多酸根离子：

多酸盐可用于化学分析，如钼磷酸盐可用于比色测定（见比色法），(NH₄)₃[PMo₁₂O₄₀]的难溶性可用于磷酸盐的重量分析。多酸盐还可做催化剂，如钨磷酸盐可催化乙烯聚合。此外，钼磷酸铊可用作无机离子交换剂。

参考书目

1. J.E.Huheey， Inorganic Chemistry， Principles ofStructure and Reactivity， 3rd ed.， Harper and International Science， Cambridge， 1983.