无机及分析化学[第四章酸碱平衡].ppt

第三章 酸碱平衡、沉淀平衡 3.1 酸碱理论概述 酸碱理论是化学基础理论的重要组成部分. 人们对酸碱理论的认识经历了由浅入深， 由低级到高级的过程。 现已提出多种酸碱理论，其中比较重要的理论有： Arrhenius 酸碱电离理论 1889年 Franklin 酸碱溶剂理论 1913年 Bronsted-Lowry 酸碱质子理论 1923年 Lewis 酸碱电子理论 1923年 Pearson 软硬酸碱概念 1963年 ▲ 酸碱电离理论： 理论要点：电解质在水溶液中电离出的阳离子全部是H+，阴离子为OH-。 优 点：化学上指出了酸碱的本质，能解释酸碱反应的实质。 不 足：有局限性，仅限于水溶液中，不能解释一些实验事实。例如：无法解释Na2CO3，Na3PO4 呈碱性；NH4Cl现酸性的事实； 无法解释非水溶液中的酸碱行为液氨中： NH4+ + NH2- = 2 NH3▲ 酸碱溶剂理论： 理论要点：凡能离解而产生溶剂正离子的为酸，产生溶剂负离子的为碱。 优 点：把酸碱理论的概念扩宽了，尤其是对非水溶液体系。 不 足： 有局限性，仅限于一些能电离正负离子的体系 ▲ 酸碱质子理论理论要点：凡是能释放出质子的任何含氢原子或离子的都是酸，任何能与质子结合的分子或离子的都是碱，简言之： 酸 → 质子的给予体 碱 → 质子的接受体 酸 → H+ + 碱 共轭酸碱关系 酸碱反应：酸（1）+ 碱（2）→ 酸（2）+ 碱（1） 强酸 + 强碱 → 弱酸 + 弱碱优 缺 点：扩大了酸碱的范围，不仅适用于水、非水溶液，也不限于仅仅能电离的物质。有局限性，对于无质子参与的酸碱反应就不能应用，例如：SO3。 ▲ 酸碱电子理论： 理论要点：反应中能接受外来电子对的分子、原子团、离子是酸，提供电子对的分子、原子团、离子均为碱 酸碱反应： 酸 碱 → 酸碱加合物 H+ + ：OH- → H2：O 优 缺 点：大大地扩宽了酸碱的范围（通称广义酸碱理论），不受溶剂的限制，指出了酸碱反应的本质。 3.2 酸碱质子理论概述 历史回顾 1. 酸碱质子理论基本概念 （1）定义：凡能给出质子的物质（分子或离子） 都是酸，凡能与质子结合的物质（分子或离子）都 是碱。 （2）共轭酸碱概念 由质子理论，酸和碱并不是孤立的，而 是统一在对质子的关系上。 即酸给出质子变成碱，碱结合质子变成酸。 酸碱这种相互依存、相互转化的关系称为共轭关系，这种酸碱则叫做共轭酸碱。 ① 酸和碱可以是分子，也可以是阳离子或阴离子 ② 有的酸和碱在某对共轭酸碱中是碱，但在另一对共 轭酸碱对中是酸； ③ 质子论中不存在盐的概念，它们分别是离子酸或离 子碱 （3）酸碱反应的实质 根据酸碱质子理论，在酸碱反应中，一定 有质子的给予和接受，故酸碱反应的实质是两 个共轭酸碱对之间的质子传递。 酸碱反应总是由较强的酸与较强的碱作用，并向着生成较弱的酸和较弱的碱的方向进行。 (4) 酸、碱的相对强度 容易给出质子的物质为强酸，其共轭碱就越难结合质子。即酸越强，则其共轭碱越弱。 酸越弱，其共轭碱越强。 有些物质，例如HCO3－、H2O等既能给出质子，又能结合质子，所以是具有酸碱两性的离子或分子。当遇到比它们更强的酸时，它们结合质子，表现出碱的特性；当遇到比它们更强的碱时，它们给出质子，表现出酸的特性。称其为两性电解质，简称两性物。 影响酸碱强度的因素 内因：物种的组成、电子结构特征等 外因：物种所处的环境 溶剂对酸碱性的影响 HCl + H2O H3O+ + Cl 强酸1 强碱2 弱酸2 弱碱1 在水中， HAc + H2O H3O+ + Ac 弱酸1 弱碱2 强酸2 强碱1 H2O是区分溶剂 在液氨中， HCl + NH3 NH4+ + Cl 强酸1 强碱2 弱酸2 弱碱1 HAc + NH3 NH4+ + Ac 强酸