无机化学 第五章 酸碱平衡.ppt

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1、第五章酸碱平衡电离理论（1884，Arrhenius):酸：解离时所生成的正离子全部都是H+的化合物。碱：解离时所生成的负离子全部都是OHˉ的化合物。5.1酸碱质子理论概述5.1.1酸、碱电离理论电离理论局限：把酸、碱只限于水溶液，许多物质在非水溶液中不能电离出氢离子和氢氧根离子，却也表现出酸和碱的性质。例：氯化氢和氨在苯中并不电离，却能反应生成氯化铵。酸：能给出质子的物质(分子或离子)。碱：能与质子结合的物质(分子或离子)。质子的受体质子的给体5.1酸碱质子理论概述5.1.2酸、碱质子理论1923年丹麦化学家布朗斯特(Bronsted)和英国化学家劳里(

2、Lowry)同时独立提出了酸碱质子理论。在水溶液中：HCl（aq）=Cl-（aq）+H+（aq）HAc（aq）=Ac-（aq）+H+（aq）NH4+（aq）=NH3（aq）+H+（aq）H2PO4-（aq）=HPO42-（aq）+H+（aq）酸与对应的碱的相互依赖关系：酸=质子+碱酸失去质子后形成的碱叫做酸的共轭碱。碱结合质子后形成的酸叫做碱的共轭酸。5.1酸碱质子理论概述5.1.2酸、碱质子理论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。共轭酸与它的共轭碱一起称为共轭酸碱对。共轭酸碱对HAc+H2O=H3O++Ac-(电离)HAc/Ac-

3、,H3O+/H2OH3O++NH3=H2O+NH4+(中和)NH4+/NH3,H3O+/H2OH2O+CN-=OH-+HCN(水解)HCN/CN-,H2O/OH-H2O+CO32-=HCO3-+OH-(水解)HCO3+/CO32-,H2O/OH-5.1酸碱质子理论概述5.1.2酸、碱质子理论[Al(H2O)6]3+=[Al(H2O)5(OH)]2++H+酸碱质子HPO42-=PO43-+H+酸碱质子HCl、HAc、NH4+、H2SO3、[Al(H2O)6]3+等都能给出质子，都是酸；而OH、Ac、NH3、HSO3、CO32等都能接受质子，都是碱。5

4、.1酸碱质子理论概述5.1.2酸、碱质子理论酸性增强酸碱相对强弱酸=碱+质子HCl（aq）=Cl-（aq）+H+（aq）H3O+（aq）=H2O+H+（aq）HSO4-（aq）=SO42-+H+（aq）H3PO4（aq=H2PO4-+H+（aq）HAc（aq）=Ac-（aq）+H+（aq）H2CO3（aq）=HCO3-+H+（aq）H2PO4-（aq）=HPO42-（aq）+H+（aq）NH4+（aq）=NH3（aq）+H+（aq）碱性增强5.1酸碱质子理论概述5.1.2酸、碱质子理论两性物质：既能给出质子，又能接受质子的物质。HPO42－=PO43－+H

5、+酸碱质子H2PO4－=HPO42－+H+酸碱质子5.1酸碱质子理论概述5.1.2酸、碱质子理论质子理论中无盐的概念，电离理论中的盐，在质子理论中都是离子酸或离子碱，如NH4Cl中的NH4+是离子酸，Cl－是离子碱。酸碱反应的实质：两个共轭酸碱对之间的质子传递。H+→5.1酸碱质子理论概述5.1.2酸、碱质子理论酸、碱的解离：H+→H+H+→→5.1酸碱质子理论概述5.1.2酸、碱质子理论酸、碱的中和：H+→H+H+→→5.1酸碱质子理论概述5.1.2酸、碱质子理论盐的水解：H+→H+H+→→5.1酸碱质子理论概述5.1.2酸、碱质子理论5.2.1水的解离

6、平衡H2O(l)+H2O(l)=H3O+(aq)+OH－(aq)或H2O(l)=H+(aq)+OH－(aq)Kwθ=c(H3O+)cθ.c(OH－)cθKwθ={c(H3O+)}{c(OH－)}Kwθ={c(H+)}{c(OH－)}5.2水的解离平衡与溶液的pHKwθ:水的离子积常数，简称水的离子积。25℃纯水c(H+)=c(OH－)=1.0×10－7Kwθ=1.0×10－14Kwθ特点：(1)：稀溶液中，水的离子积不受溶质浓度影响。(2)：水的离子积随温度升高而增大。5.2.1水的解离平衡5.2水的解离平衡与溶液的pHH2O(l)→H+(aq)+OH－(

7、aq)rHm=55.84KJ/mol100℃Kwθ=5.43×10－13H2O(l)→H+(aq)+OH－(aq)加入酸或碱可以使平衡移动，但Kwө不变。当c(H+)=10-1~10-14,pH=-lg[c(H+)],pOH=-lg[c(OH-)]25℃，Kwө=c(H+)·c(OH-)=1.0×10-14-lgKwө=-lg[c(H+)]-lg[c(OH-)]pKwө=pH+pOH=145.2.2溶液的pH值5.2水的解离平衡与溶液的pH溶液的酸碱性可以用溶液中氢离子和氢氧根离子的浓度表示。当c(H+)>1mol/L，c(OH-)>1mol/L，pH

8、<0；pH>14溶液酸碱直接用c(H+)、c(OH-)表示。5.3