化学原理07—2008—9—1.ppt

;第一节 酸碱理论基础 酸碱理论，较重要的有： 阿仑尼乌斯的电离理论； 富克林的溶剂理论； 布朗斯特和劳莱的质子理论； 路易斯的酸碱电子理论； 软硬酸碱理论等。;一、酸碱电离理论 电离理论：电解质在水溶液中电离时，产生的阳离子全都是H+的化合物叫做酸；电离时产生的阴离子全都是OH-离子的化合物叫做碱。 电解质一般可分为强电解质和弱电解质两类。 强电解质在水溶液中能完全电离。 弱电解质在水溶液中仅部分电离，其电离过程是可逆的。; 酸碱电离理论的局限性: 科学实验中在许多情况下使用非水溶剂。按照电离理论，离开水溶液就没有酸、碱及酸碱反应。即电离理论无法说明物质在非水溶液中的酸碱问题。;二、酸碱质子理论 1．酸碱的定义和共轭酸碱对 质子理论认为：凡能给出质子(H+)的物质都是酸；凡是能接受质子的物质都是碱。例如，HCl、HCO3-、NH4+都是酸；Cl-、CO32-、NH3都是碱。 酸碱质子理论中的酸和碱不是孤立的，而是相互依存的。酸(HB)给出质子后变为碱(B-)，碱(B-)接受质子后变为酸(HB)。酸和碱这种相互依存关系叫做共轭关系:; 一对相互依存的物质HB-B-称为共轭酸碱对，酸(HB)是碱(B-)的共轭酸，碱(B-)是酸(HB)的共轭碱。例如HAc是Ac-的共轭酸。而Ac-是HAc的共轭碱。 共轭酸碱对之间只差一个质子，质子理论中的酸碱可以是分子或离子。;2．酸碱反应的实质 酸碱反应的实质是两个共轭酸碱对之间质子传递的反应，即：质子从一种物质传递到另一种物质的反应。 例如，HAc在水溶液中的离解反应; 共轭酸碱对 满足酸碱共轭关系的一对酸和碱称为共轭酸碱对，酸越强它的共轭碱就越弱，酸越弱，它的共轭碱就越强。; 质子的传递过程，可以在水溶液、非水溶剂或无溶剂等条件下进行，例如HCl和NH3的反应，无论是在水溶液中，还是在苯溶液或气相条件下进行，其实质都是一样的。HCl是酸，给出质子转变成为它的共轭碱Cl-；NH3是碱接受质子转变成它的共轭酸NH4+。 HCl+NH3→ Cl- + NH4+ ;3．酸碱的强度 两个共轭酸碱对之间的质子传递反应，即由强酸、强碱生成弱碱、弱酸的过程。 例如：HCl+NH3→ Cl- + NH4+ 质子酸或碱的强度，是指它们给出或接受质子的能力。 酸或碱的相对强度用其在水溶液中的离解常数Ka或Kb表示。;例如，HAc在水溶液中的离解平衡; 利用酸或碱的离解常数可以比较酸或碱的相对强弱。一般其Ka或Kb值大于10时为强酸或强碱，Ka或Kb值小于10时为弱酸或弱碱。 如：HCl、HClO4、HNO3等都是强酸，而它们的共轭碱都很弱，几乎不能获得质子。 酸的Ka值越大，酸的酸性越强，其相应的共轭碱的碱性就越弱，即Kb值越小。 常见弱酸及弱碱的离解常数见附录6。;【例7-1】比较水溶液中HAc、NH4+、HS- 三种酸的酸性及其共轭碱的碱性强弱。;NH4+＋H2O;由Ka值的大小可知这三种酸的酸性强弱顺序为 HAc＞NH4+＞HS-;NH3＋H2O;共轭酸碱对的Ka与Kb之间的关系;NH3 +H2O NH4++OH?;多元弱酸弱碱的解离;多元弱碱的解离逐级减弱。;;三元酸：;4．区分效应和拉平效应 酸碱的强度首先取决于物质的本性，其次与溶剂的性质等因素也有关系。例如在HAc水溶液和HCN水溶液中，存在如下反应：; 再如HClO4、HCl和HNO3 (强电解质)在无水醋酸溶剂中，质子的传递反应进行的程度不大，; 在水中，质子传递反应在稀溶液中几乎进行完全：;第二节 弱酸和弱碱的离解平衡计算 一、溶液的酸碱性和pH 1．水的电离 纯水是一种很弱的电解质，既可以是质子酸又可以是质子碱，该反应称为水的离子自递反应。; 在一定温度下，该质子转移反应达到平衡时[H3O+]和[OH-]的乘积是一定值 [H3O+][OH-]=Kw 通常简写为 [H+][OH-]=Kw;2．溶液的酸碱度和pH 不仅在纯水中存在水的电离平衡，在以水为溶剂的稀溶液中都存在水的电离平衡，并且均符合[H+][OH-]=Kw的关系式。 溶液中[H+]越大，表示溶液的酸度越强；[OH-]越大，表示溶液的碱度越强。由于[H+][OH-]为一定值, [H+]的大小可表示溶液酸度或碱度的强弱。 在强酸或强碱溶液中，酸度可直接用[H+