无机化学 冉红涛-酸碱反应和酸碱平衡

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1、第7章酸碱反应和酸碱平衡酸碱理论发展的概况7.1酸碱质子理论1884年瑞典科学家Arrhenius提出电离理论1923年Bronsted和Lowry提出酸碱质子理论★酸指在水中电离出的阳离子全部为H★碱指在水中电离出的阴离子全部为OH-H2SO4=HSO4+H+NaOH=Na++OH-★中和反应的实质H++OH-=H2O★水溶液中电解质部分电离SvanteAugustArrhenius瑞典化学家酸:反应中能给出质子的分子或离子，即质子给予体碱:反应中能接受质子的分子或离子，即质子接受体酸碱反应指质子由给予体向接受体的转移过

2、程HF(g)+H2O(l)→H3O+(aq)+F–(aq)气相中BrfnstedJN丹麦物理化学家溶剂中HF(aq)+NH3(aq)→+F–(aq)布朗斯特酸碱反应酸：凡是能释放出质子（H+）的任何含氢原子的分子或离子的物种。质子的给予体碱：凡是能与质子（H+）结合的分子或离子的物种。质子的接受体7.1.1质子酸碱的定义2.酸碱质子理论定义酸和碱可以是分子或离子。如HCl、NH4+、HSO4-是酸；Cl-、NH3、HSO4-是碱。两性物质：既能给出质子，又能接受质子的物质。如HCO3-。共轭关系共轭酸碱对例：HAc的共轭碱

3、是Ac－，Ac－的共轭酸HAc，HAc和Ac－为一对共轭酸碱。它的一个半反应是作为酸的H2O分子给出质子生成它的共轭碱(Conjugatebase)OH–:H2OH++OH–另一个半反应是作为碱的NH3分子接受质子生成它的共轭酸(Conjugateacid):NH3+H+①酸和碱可以是分子也可以是离子；②有的离子在某个共轭酸碱对中是碱，但在另一个共轭酸碱对中却是酸，如HSO4-等从表中的共轭酸碱对可以看出：③质子论中没有盐的概念。两个共轭酸碱对之间的质子传递●酸越强，其共轭碱越弱；碱越强，其共轭酸越弱●反应总是由相对较强的

4、酸和碱向生成相对较弱的酸和碱的方向进行酸碱反应的实质①酸碱解离反应是质子转移反应，如HF在水溶液中的解离反应是由给出质子的半反应和接受质子的半反应组成的。②水是两性物质，它的自身解离反应也是质子转移反应。HF(aq)H++F－(aq)H++H2O(l)H3O+(aq)HF(aq)+H2O(l)H3O+(aq)+F－(aq)H+酸(1)碱(2)酸(2)碱(1)H2O(l)+H2O(l)H3O+(aq)+OH－(aq)③盐类水解反应也是离子酸碱的质子转移反应。例如NaAc水解：NH4Cl水解：H+Ac－+H2OOH－+HAc酸

5、(1)碱(2)酸(2)碱(1)H+酸(1)碱(2)酸(2)碱(1)+H2OH3O++NH3④非水溶液中的酸碱反应，也是离子酸碱的质子转移反应。例如NH4Cl的生成：液氨中的酸碱中和反应：H+H+酸的强度：用给出质子的能力来量度。强酸具有高度给出质子的能力。如HClO4、HCl、HNO3、H2SO4等。碱的强度：用接受质子的能力来量度。强碱具有高度接受质子的能力。如OH-、PO43-离子等。7.1.2酸碱的强度>>>OHNHCOHHAcPOHSOHHClO243243424>>>+酸性：------<<<<<

6、AcPOHHSOClO334244碱性：酸给出质子的趋势越强，生成的共轭碱越弱，反之亦然；碱接受质子的趋势越强，生成的共轭酸越弱，反之亦然。HAc+H2OH3O++Ac-orHAcH++Ac-在一定温度下，其平衡关系为：Ka=[H+][Ac-]/[HAc]Ka称为弱酸的电离平衡常数，简称为酸常数。H2O+NH3NH4++OH-Kb=[NH4+][OH-]/[NH3]Ka和Kb是化学平衡常数的一种形式，利用电离常数数值的大小，可以估计弱电解质电离的趋势。K值越大，电离常数越大。HCNHAc水溶液中，酸碱的强弱用其离解常

7、数Kaθ或Kbθ衡量。1.8×10-55.8×10-10解离度──电离程度的大小=(已电离的浓度/原始浓度)×100％如：测得0.10mol·L-1HAc的α=1.33％则表明每10000个HAc分子中有133个分子发生了电离。既然0.10mol·L-1HAc的α=1.33％则求HAc的平衡常数与的关系。HAcH++　Ac-初始浓度c0　　0平衡浓度c-ccc稀释定律：在一定温度下(为定值)，某弱电解质的解离度随着其溶液的稀释而增大。当<5％或c酸/Ka500时1-≈1区分效应：用一个溶剂能把酸或碱的相对

8、强弱区分开来，称为溶剂的“区分效应”。例如：H2O可以区分HAc，HCN酸性的强弱。拉平效应：溶剂将酸或碱的强度拉平的作用，称为溶剂的“拉平效应”。H2O(l)+H2O(l)H3O+(aq)+OH－(aq)或H2O(l)H+(aq)+OH－(aq))OH()OH(3-+=cccc)OH()OH(3-+=