讲座四、酸碱平衡(2008年12月20日,2中,王振山)

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1、讲座四、酸碱平衡(2008年12月20日，2中，王振山)12月20日0.5次+27日1次+2009年=？次一、酸碱理论简介1、历史进程：酸碱概念是无机化学中最基本、最重要的概念之一，到现在为止，人们对酸碱的认识已有两百年的历史，经历了一个由感性到理性，由低级到高级的认识过程，随着生产和科学的发展，从十九世纪后期出现了一系列的酸碱理论，其主要理论有：⑴、1774年拉瓦锡提出“氧元素是酸的必要成分”的“氧酸”说，十九世纪初戴维、李必希提出“氢是酸的基本元素”的“氢酸”说。⑵、阿伦尼乌斯(1887)的酸碱电离理论。⑶、富兰克林(1905)的酸碱溶剂理论

2、。⑷、布朗斯特德—劳莱的(1923)酸碱质子理论。⑸、路易斯(1923)的酸碱电子理论。⑹、皮尔逊(1963)的硬软酸碱理论。⑺、离子移变理论。⑻、Usanovich(Усанович，1939)的酸碱正负理论2、瑞典物理化学家阿仑尼乌斯(S.A.Arrhenius)1887年提出电离理论⑴、酸碱的定义：电离时生成的的阳离子全部是氢离子H+的化合物叫做酸。电离时生成的的阴离子全部是氢氧根离子OH-的化合物叫做碱。⑵、强弱电解质的定义：在水溶液里完全电离的电解质叫做强电解质。在水溶液里部分电离的电解质叫做弱电解质。⑶、“酸碱中和反应就是H+和OH-

3、结合生成中性水分子的过程。”⑷、酸碱的电离理论适用范围：稀的水溶液。⑸、评价①、酸碱电离理论的贡献很大：它首先赋予了酸碱的科学定义，从化学组成上揭示了酸和碱的本质，是人类对酸碱认识从现象到本质的一次飞跃，对化学科学的发展起到了积极作用。能提供一个酸碱强度的定量标度(通过实验测定出H+、OH-浓度，并采用Ka、Kb和pKa、pKb进行定量计算。)②、酸碱电离理论的缺陷：Ⅰ、难以解释为什么有些物质虽然不能完全电离出H+和OH-，却具有明显的酸碱性。例如，NH4Cl、NaHSO4显酸性，Na2CO3、NaNH2、Na2S、Na3PO4显碱性；有些物质甚

4、至不含氢（SO2、CO2、SnCl4)和氢氧离子成分(F-、K2O、NH3，有机胺)的物质也表现出酸碱的事实？Ⅱ、将酸碱限制在水溶液中，不能适用于非水体系。无法解释非水溶液中的酸碱行为，例如在液氨中：NH4++NH2-=2NH3，KNH2(氨基化钾)使酚酞变红→碱？Ca与NH4Cl反应，放出H2→酸？又如无水以及气相中的酸碱反应，例如BaO+SO3=BaSO4，NH3+HCl=NH4Cl；总之，把酸碱理论局限在水溶液中，对气体酸碱及大量非水溶液中进行的化学反应无法解释；把碱定为氢氧化物，因而对氨水呈碱性的事实难以说明，把酸和碱看成是两种绝对不同的

5、物质忽视了酸碱在对立中的相互联系和统一。继酸碱电离理论之后，又提出了酸碱溶剂理论、质子理论、电子理论和软硬酸碱理论。在上述现代酸碱理论中，应首推质子理论和电子理论。二、酸碱质子理论1923年丹麦化学家布朗斯特（U.N.Bronsted）和英国化学家劳莱（T.M.Lowrey）分别提出了酸碱质子理论。24１、酸碱定义：凡是能给出质子的分子或离子称为酸，凡是能结合质子的分子或离子称为碱。例如，HCl、HAc、NH+4、HCO-3、Al(H2O)3+6等能给出质子，都是酸；而OH-、Ac-、NH3、CO2-3等能接受质子，都是碱。（酸碱质子理论没有盐的

6、概念。）两性物质。HCl→H++Cl-，HAcH++Ac-，NH4+H++NH3，HCO3-H++CO2-3Al(H2O)3+6H++[Al(OH)(H2O)5]2+，H2PO4-H++HPO42-，HPO42-H++PO43-2、组成酸碱分子HX、HNO3、H2SO4、H2S、H2CO3、H2O、HCN、HAcNH3、H2O、N2H4、NH2OH阳离子[Al(H2O)6]3+、[Cu(H2O)4]2+、H3O+、NH4+、[Al(H2O)5OH]2+、[Cu(H2O)3OH]+阴离子HSO4-、H2PO4-、HCO3-、HS-、HPO42-X-

7、、HSO4-、SO42-、HPO42-、NH2-、HS-、S2-、O2-、Ac-、HCO3-、OH-、H2PO4-３、共轭酸碱对(彼此只相差一个质子的两种物质)酸H++碱酸给出质子后余下的部分就是碱，碱接受质子后就成为酸。这样的一对酸碱，它们依赖获得或给出质子而互相依存，彼此不可分开，这样的酸碱对叫做共轭酸碱对。酸与碱统一在对质子的关系上，这种相互依存的关系叫做共轭关系。式中左边的酸是右边碱的共轭酸，而右边的碱是左边酸的共轭碱，彼此联系在一起叫做共轭酸碱对。共轭酸碱对，也就是彼此只相差一个质子的两种物质。例如，HAc/Ac-、NH4+/NH3、H

8、CO-3/CO2-3(有酸才有碱，有碱才有酸；酸中有碱，碱可变酸；知酸便知碱，知碱便知酸。)l两性物质:HCO-3；酸碱质子理论中没有盐