高等无机-4-2.ppt

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1、高等无机化学4-2第四章酸碱理论和非水溶液化学第一节酸碱理论第二节质子酸碱的相对强度第三节Lewis酸碱的相对强度与软硬酸碱第四节非水溶液化学第二节质子酸碱的相对强度一、质子酸碱强弱的概念二、质子酸、碱的强度的影响因素三、质子酸、碱强度的计算四、应用一、质子酸碱强弱的概念酸碱质子理论认为，酸、碱的强度是指：1、质子酸的强度--给出质子的能力，2、质子碱的强度--接受质子的能力。二、质子酸、碱的强度的影响因素1、本性的影响：在同一溶剂中，酸、碱的相对强弱取决于各酸、碱本身的性质---在该溶剂中给出或接受质子的能力。2、溶

2、剂的影响：同一酸或碱在不同的溶剂中的相对强弱则取决于溶剂的性质---该溶剂接受或给出质子的能力，强弱是相对的。例1:（1）醋酸在水中是弱酸尿素在水中不显酸性.（2）在液氨中变为强酸，醋酸在液氨中可完全电离，其行为如同在水中的强酸----液氨接受质子的能力（碱性）比水强，促进了醋酸给出质子；（3）醋酸在无水硫酸中则表现为碱--无水硫酸给出质子的能力（酸性）比水强，促进了醋酸接受质子。例2:（1）尿素在水中不显酸性.（2）尿素在液氨中则显弱酸性：NH2CONH2+NH3====NH4++NH2CONH-可见，物质的酸碱性在

3、不同溶剂的作用下，强可以变弱，弱也可以变强，酸可以变碱，碱也可以变酸。三、质子酸、碱强度的计算1、水中质子酸、碱强度的计算为了比较各种酸碱的强度，必须固定一种溶剂作为参考标准，一般以水作参考标准来比较各种酸碱传递质子的能力。通过测定各种酸在水中的解离常数Ka（酸常数=Ka）或测定各种酸根（碱）在水中的水解常数Kh（碱常数=Kb），视其大小即可比较其相对强弱。(2)碱的强度---碱常数表示(Kb=Kh)反应式：Ac-+H2O=HAc+OH-Kb=[H+][OH-][HAc]/[Ac-][H+]Kb=KW/Ka(HAc)=

4、Kh(1)酸的强度---酸常数表示(Ka=Ka)Ka=[H+][Ac-]/[HAc]=Ka(HAc)Ka=Ka(HAc)反应式：所以酸越强（Ka越大），对应的共轭碱越弱，碱越强（Kb越大）对应的共轭酸越弱。(3)共轭酸碱强度的关系例如HAc：KaKb=Ka(HAc)KW/Ka(HAc)=KW=1.0X10-14Ka=1.8X10-5Kb=1.0X10-14/1.8X10-5=5.6X10-10Ka·Kb=Kw酸解离常数（酸解离常数）共轭碱的碱常数（即酸根的水解常数Kh）水的质子自传递常数（即水的离子积Kw）可知：Ka大

5、于Kb2、溶剂中质子酸、碱的强度（1）溶剂的酸碱性溶剂的酸碱性及其强弱，可以从溶剂的亲质子性能加以比较。Ks称为溶剂的质子自传递常数。表4-1列出了某些溶剂的pKs值。Ka·Kb=Ks13表4-1某些溶剂的pKs值。例如以水作为参照，任何亲质子能力比水强的溶剂，就是比水强的碱性溶剂，任何亲质子能力比水弱的溶剂，就是比水强的酸性溶剂。因此可以区分溶剂的酸碱性及其强弱，从而可推断该溶剂对溶质酸碱性及其强度的影响。碱性加强酸性加强表4-1溶剂（Hb）阳离子(H2b+)阴离子(b-)pKsH2SO4H3SO4+HSO4-3.6

6、H2OH3O+OH-14.0C2H5OHC2H5OH2+C2H5O-19.1Ks1.0X10-142.5X10-47.9X10-20H2O+H2O====OH-+H3O+反应式：H3SO4++H2O====HSO4-+H3O+（2）溶剂的拉平效应与分辨效应（a）溶剂水中：H3O+====H2O====OH-碱性加强酸性加强溶剂水的分辨效应区Ka水把它们之间的强弱差别拉平了。这种作用被称为溶剂水的“拉平效应”。在溶剂水中：H3O+====H2O====OH-溶剂水的分辨效应区溶剂水的拉平效应区溶剂水的拉平效应区ABHCl

7、O4,HI,HBr,HCl，HNO3在水溶液中并不存在，它们的质子全部被水夺去，分别生成ClO4-,I-,Br-,Cl-,NO3-O2-、H-在水溶液中不存在，会夺去水的质子生成OH-和H2（b）推广到其他溶剂，也存在分辨效应区（再分为A、B区）和拉平效应区分辨效应区拉平效应区拉平效应区溶剂的分辨效应也与溶剂的酸碱性有很大的关系。在图4-1中的划框部分表示一个溶剂能够区分酸碱强度的范围（分辨效应区），超出此范围的任何酸碱在该溶剂中均被拉平（拉平效应区）。四、应用---通过选择适当的溶剂分辨酸碱的强弱1、以水为溶剂（1）

8、写出有关的质子传递反应：H3O++H2O=H2O+H3O+H3O+====H2O====OH-H2O+H2O=OH-+H3O+H3O++H2O=H2O+H3O+K=[H2O][H3O+]/[H3O+][H2O]=1（pK=0）H3O+H2OA区H2O+H2O=OH-+H3O+K=[OH-][H3O+]/[H2O][H2O]=KW=