第6章 酸碱理论与解离平衡

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1、第6章酸碱理论与酸碱理论与解离平衡解离平衡Chapter6TheoryofAcid-baseandDissociationEquilibrium本章教学内容本章教学内容6.1酸碱理论6.2弱酸、弱碱的解离平衡6.3缓冲溶液酸碱是重要的化工原料。酸碱反应是生物化学、地质学以及人类日常生活中常见的、且很重要的一类反应。ò人的血液pH要保持在7.35~7.45之间；ò胃中消化液的主要成分是稀HCl；ò土壤和水的酸碱性对某些植物和动物的生长有重大的影响；ò地质过程这中岩石的风化、钟乳石的形成的等也受到水的酸碱性的影响。6.1酸碱理论6.1.1酸碱理

2、论的发展6.1.2酸碱质子理论6.1.3酸碱电子理论6.1.1酸碱理论的发展人们对酸碱的认识经历了一个由浅入深、由低级到高级的认识过程。V最初酸：有酸味，能使蓝色石蕊试纸变红的物质。碱：有涩味、滑腻感，使红色石蕊试纸变蓝，并能与酸反应生成盐和水的物质。V18世纪：法国化学家拉瓦锡提出所有的酸都含有O元素。V19世纪：英国化学家戴维认为酸中的共同元素是H，而不是O。酸碱理论的发展：V1884年，瑞典化学家阿伦尼乌斯提出酸碱电离理论。阿伦尼乌斯认为：酸是在水溶液中经电离只生成H+一种阳离子的物质，碱是在水溶液中经电离只生成OH–一种阴离子的物质

3、。V1923年，丹麦花学家布朗斯泰德和美国化学家劳莱分别提出酸碱质子理论。V1923年，美国化学家路易斯提出酸碱电子理论。此外，关于酸碱理论还出现过溶剂理论、氧化物-离子理论、正负理论等等。¢酸碱电离理论•酸碱电离理论内容：酸是在水溶液中经电离生成的阳离子全部是H+的化合物；碱是水溶液中经电离生成的阴离子全部是OH–的化合物。例如：酸：硫酸(HSO)盐酸(HCl)硝酸(HNO)243磷酸(HPO)亚硫酸(HSO)亚硝酸(HNO)34232碱：氢氧化钠(NaOH)氢氧化钾(KOH)氢氧化钙(Ca(OH))氢氧化铝(Al(OH))23•根据酸碱

4、电离理论，酸与碱反应（即中和反应），其实质就是H+和OH–作用生成HO。2例如：HCl+NaOH=NaCl+HO2HSO+2NaOH=NaSO+2HO24242HSO+Ca(OH)=CaSO+2HO24242•酸碱电离理论的意义及缺陷：首次赋予了酸碱以科学的定义，是人们对酸碱认识从现象到本质的一次飞跃。对化学学科的发展起到了积极作用，目前仍普遍应用。局限性：把酸、碱局限于以水为溶剂的系统；无法解释NH、NaCO均不含OH-，但也具有碱性。3236.1.2酸碱质子理论¢酸碱质子理论内容凡能给出质子(H+)的物质都是酸；凡能结合质子(H+)的物

5、质都是碱。简单的说，酸是质子的给体，碱是质子的受体。如在水溶液中：HCl(aq）H+(aq)+Cl-(aq)HAc(aq)H+(aq)+Acˉ(aq)NH+(aq)H+(aq)+NH(aq)43HCO-(aq)H+(aq)+CO2-(aq)33Al(HO)3+H+(aq)+Al(HO)(OH-)2+2625酸质子+碱¢共轭酸碱酸H++碱(质子给予体）(质子接受体）酸与对应的碱的这种相互依存、相互转化的关系称为酸碱共轭关系。共轭碱：酸失去质子后形成的碱被称为该酸的共轭碱。共轭酸：碱结合质子后形成的酸被称为该碱的共轭酸。共轭酸与它相应的共轭碱一

6、起称为共轭酸碱对。例如:共轭酸碱对HAcH++Ac-HAc/Ac-,HO++NHHO+NH+NH+/NHHO+/HO332443,32CO2-+HOHCO-+OH-HCO-/CO2-,HO/OH-323332两性物质：既能给出质子又能接受质子的物质。如：+H+–H+HCOHCO–CO2–2333+H+–H+HO+HOOH–32思考：根据酸碱质子理论，下列物质哪些是酸，哪些是碱，哪些是两性物质？(1)HCN(2)HCO–(3)NH(4)CO2–333(5)NH+(6)HO(7)ClO–(8)HSO42423答案：酸(1)(5)(8)碱(4)(

7、7)两性物质(2)(3)(6)¢酸碱反应的实质根据酸碱质子理论可知，酸和碱是成对存在的，酸给出质子，必须有接受质子的碱存在，质子才能从酸转移至碱。因此，酸碱反应的实质是两个共轭酸碱对之间的质子转移反应，可用通式表示为：酸+碱酸+碱1221•酸碱中和反应可以用质子转移反应来表示H+HO++OH-HO+HO322酸碱酸碱1221•酸碱解离反应是质子转移反应如HAc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：HAcH++Ac-(1)H++HOHO+(2)23+(1)+(2):HHAc+HOHO++Ac-23•盐类水解反应也是

8、属质子转移反应1）NaAc水解：H+Ac-+HOOH-+HAc22）NHCl水解:4H+NH++HOHO++NH4233•非水溶液中的酸碱反应1）NHCl的生成：4H+HCl+N