含能材料化学-酸碱平衡ppt课件.ppt

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1、第3章酸碱平衡与酸碱滴定法3.1酸碱理论酸碱理论发展小史1)酸碱的早期定义：有酸味，能使蓝色石蕊变红的物质叫酸；有涩味，使红色石蕊变蓝的物质叫碱。2)Arrhenius酸碱电离理论(1887)3)Brφnsted-Lowry酸碱质子理论(1923)4)Lewis酸碱电子理论(1923)5)Pearson软硬酸碱理论(1963)Arrhenius酸碱电离理论(1887)酸碱定义：凡是在水溶液中能够电离产生H+的物质叫作酸acid，能电离产生OH−的物质叫作碱(base)。缺点：1)并非只有含OH−的物质才具有碱性，如Na2CO3、Na3

2、PO4等的水溶液也呈碱性；2)仅局限于水溶液体系，对非水体系的酸碱性无能为力。例如，在液氨中NH4Cl和NaNH2的反应NH4+NH2−2NH3(3)Brφnsted-Lowry酸碱质子理论(1923)由丹麦化学家Brφnsted和英国化学家Lowry于1923年分别提出。例如，HCl、HAc、NH4＋、HCO3−等都是酸；而OH−、Ac−、NH3、CO32−等都是碱。可用以下反应式表示：酸碱定义：凡是能给出质子的分子或离子(protondonor)称为酸，凡是能与质子结合的分子或离子(protonacceptor)称为碱。共轭酸碱对

3、：酸给出质子后余下的那部分就是碱，碱接受质子后就成为酸。这种酸与碱的相互依存关系，叫作共轭关系。上述方程式中左边的酸是右边碱的共轭酸(conjugateacid)，而右边的碱则是左边酸的共轭碱(conjugatebase)，彼此联系在一起叫作共轭酸碱对。例：HAc的共轭碱是Ac－，Ac－的共轭酸是HAc，HAc和Ac－为一对共轭酸碱。两性物质：既能给出质子，又能接受质子的物质。酸H++碱共轭酸碱对的半反应不能单独存在，因为酸不能自动放出质子，而必须同时存在另一物质作为碱接受质子，酸才能变成共轭碱；反之，碱也如此。因此，完整的反应应写成

4、HCl在水中完全电离NH3在水中部分电离酸碱质子理论的特点1)酸和碱是通过给出和接受质子的共轭关系相互依存和相互转化的，每一个酸要表现出它的酸性必须有另一个碱同时存在才行，反之碱亦如此。可用“有酸才有碱，有碱才有酸，酸中有碱，碱可变酸”来描述酸碱关系。这是与Arrhenius酸碱理论的区别之一。2)大大扩大了酸碱的范围。盐的概念也需要重新认识，例如NH4Cl中的NH4+是酸，NaAc中的Ac−是碱。盐的水解实际上就是组成它的酸或碱与溶剂H2O分子间的质子传递过程。从质子理论看，也是酸碱电离反应：NH4++H2OH3O++NH3Ac−+

5、H2OHAc+OH−3)酸和碱既可以是分子型的，也可以是离子型的。还有一些两性电解质，既能给出质子作为酸，也能接受质子作为碱，简称两性物。例如，HS−即为两性物：4)弱酸、弱碱与溶剂水分子间的质子传递反应，称为弱酸和弱碱的电离平衡(ionizationequilibrium)。5)非水溶液中的酸碱反应，也是酸碱的质子转移反应。例如NH4Cl的生成H+液氨中的酸碱中和反应：H+酸和碱的强弱是指酸给出质子的能力和碱接受质子的能力的强弱。酸和碱的相对强弱HCl>HAc>HCN酸越强，其共轭碱越弱；碱越强，其共轭酸越弱。路易斯酸碱理论(lew

6、isacid-basetheory)路易斯(LewisGN,1875-1946)美国物理化学家，曾获英国皇家学会戴维奖章、瑞典科学院阿仑尼乌斯奖章、美国吉布斯奖章等lewis酸：凡是可以接受电子对的分子、离子或原子.如Fe3+,Fe,Ag+,BF3等;lewis碱：凡是给出电子对的离子或分子.如:X－,:NH3,:CO,H2O:等;lewis酸与lewis碱之间可以配位键结合生成酸碱加合物.(1)定义CuSO4[Cu(NH3)4]SO4LewisacidLewisbase能接受电子对的叫酸；给出电子对的叫碱软硬酸碱(1)定义基础仍是电

7、子理论，形容酸或碱的核子对其外围电子抓得松紧的程度，抓得紧叫硬，抓得松叫软.(2)内容●酸和碱都可分为软和硬两类.●软酸软碱间主要形成共价键，硬的是离子键.硬酸更倾向与硬碱结合软酸更倾向与软碱结合(3)软硬酸碱的结合规则硬酸与之形成的化合物稳定性增大F-Cl-Br-I-R2OR2SR2SeR2TeR3NR3PR3AsR3Sb软酸与之形成的化合物稳定性增大作为电子对接受体的路易斯酸中，受电子原子体积小，正电荷高，极化率低，电负性高，不易变形，即对外层电子吸引力很强的称为硬酸；反之，受电子原子体积大，正电荷低，极化率高，电负性低，易变形，

8、即对外层电子吸引力弱的称为软酸。作为电子对给予体的路易斯碱中，给电子原子极化率低，电负性高，难氧化，不易变形，即对外层电子吸引力强的称为硬碱；反之，给电子原子极化率高，电负性低，易氧化，易变形，即对外层电子吸引力弱的称为