115年:藥學二(第2次)
根據布忍斯特－羅列（Brønsted-Lowry）酸鹼理論，下列何者不屬於酸？
AHCO₃⁻
BH₂O
CNH₄⁺
DS²⁻
詳細解析
本題觀念
布忍斯特－羅列（Brønsted–Lowry）理論以質子轉移定義酸鹼：能提供質子（H⁺）者是酸，能接受質子者是鹼。酸失去 H⁺ 後會形成其共軛鹼；鹼接受 H⁺ 後會形成其共軛酸。判斷本題不能只看物質帶正電或負電，也不能把「在某一反應中作鹼」誤認為永遠不是酸；要逐一檢查該粒子是否有可轉移的氫，以及是否存在可接受 H⁺ 的反應。
HCO₃⁻ 和 H₂O 都具有兩性，依反應對象不同可以提供或接受質子。NH₄⁺ 則是 NH₃ 的共軛酸，能放出質子。S²⁻ 沒有氫原子可提供，只能透過接受質子形成 HS⁻，所以是本題唯一不屬於 Brønsted 酸的選項。
選項分析
- **A HCO₃⁻：錯誤。**它可提供 H⁺，反應為 HCO₃⁻ ⇌ CO₃²⁻＋H⁺；也可接受 H⁺ 形成 H₂CO₃。因此碳酸氫根是兩性物種，具 Brønsted 酸角色。
- **B H₂O：錯誤。**水可把 H⁺ 給予氨：H₂O＋NH₃ ⇌ OH⁻＋NH₄⁺。在此反應中水是質子供體，故可作 Brønsted 酸；在其他反應中水也能接受質子。
- **C NH₄⁺：錯誤。**銨離子可失去 H⁺ 形成 NH₃：NH₄⁺ ⇌ NH₃＋H⁺，所以是典型的共軛酸。
- **D S²⁻：正確。**硫離子本身不含氫，沒有可捐出的質子；它會接受 H⁺ 形成 HS⁻，因此在 Brønsted–Lowry 理論中屬於鹼，不屬於酸。
答案解析
逐一套用「酸是質子供體」的定義即可。HCO₃⁻ 能轉成 CO₃²⁻、H₂O 能在適當反應中轉成 OH⁻、NH₄⁺ 能轉成 NH₃，三者都能失去 H⁺。S²⁻ 沒有氫原子，無法提供 H⁺，只能接受質子成為 HS⁻；因此答案為 D S²⁻。
核心知識點
- Brønsted 酸：H⁺ 供體；Brønsted 鹼：H⁺ 受體。
- 共軛酸鹼對相差一個質子，例如 NH₄⁺／NH₃、HCO₃⁻／CO₃²⁻。
- HCO₃⁻ 與 H₂O 是兩性物種，既可供應也可接受 H⁺。
- 不含氫的 S²⁻ 不可能以 Brønsted 定義提供質子，但能接受兩個質子，依序形成 HS⁻ 與 H₂S。
- 解答「不屬於酸」時，先找出不能提供 H⁺ 的粒子，再區分其是否能接受 H⁺。