哈米特酸度函數

哈米特酸度函數 (H₀) 是一種用于衡量高濃度酸酸性的指標，包括超強酸。它是由物理有機化學家路易斯·普拉克·哈米特（Louis Plack Hammett）建議使用的 ，這也是最著名的酸度函數 ，它對於超出pH值範圍的情況是很有用的。

在這樣高濃度的酸性體系中，由於變化的活度係數，類似於Henderson-Hasselbalch方程的簡單近似不再有效。哈米特酸度函數使用領域很廣，例如物理有機化學中研究酸催化反應，因為其中一些反應所用的酸濃度很高，甚至是純的。

定義

哈米特酸度函數(H₀)，可以在高濃度的酸中代替pH使用。它使用類似於亨德森－哈塞爾巴爾赫方程的一個公式：

$H_{0}={\mbox{p}}K_{BH^{+}}+\log {\frac {[B]}{[BH^{+}]}}$

其中pK_BH⁺是BH⁺的電離常數的負對數，它是一個非常弱的鹼（B）的共軛酸，有一個非常負的pK_BH⁺值。通過這種方式H₀的值可以擴充到負值。哈米特最初使用一系列含有吸電子基團的苯胺衍生物作為鹼的標準。

哈米特同時提出了這個公式的等價形式：

$H_{0}=-\log \left(a_{H^{+}}{\frac {\gamma _{B}}{\gamma _{BH^{+}}}}\right)$

其中a是活度，γ是熱力學的活度係數。

典型值

在這個標度下，純 H₂SO₄ (18.4 M) 的H₀ 值是−12，而焦硫酸 的 H₀ ~ −15。 請注意，哈米特酸度函數明顯避免了其等式中的水。它是pH標度的推廣—在稀的水溶液中（當B 是H₂O），pH幾乎等於H₀。通過使用不依賴於溶劑的酸度定量測量方法，消除了流平效應的影響，並且可以直接比較不同物質的酸度（例如使用 pK_a，在水中HF弱於HCl或H₂SO₄，但是在冰醋酸中比鹽酸強）

一些濃酸的H₀:

• 氟銻酸 (1990): -31.3
• 魔酸 (1974): −19.2
• 碳硼烷酸: ≤ −18.0
• 氟磺酸 (1944): −15.1
• 氟化氫: −15.1
• 三氟甲磺酸 (1940): −14.1
• 高氯酸: −13
• 氯磺酸 (1978): −12.78
• 硫酸: −12.0

對於混合物（e.g. 略為以水稀釋的酸），哈米特酸度函數與混合物的組成有關，並且必須由實驗決定。許多酸其 H₀ 對 莫耳分率 的圖可以在文獻中找到。