讲座四、酸碱平衡(2008年十二月20日,2中,王振山).doc

讲座四、酸碱平衡(2008年12月20日，2中，王振山) 12月20日0.5次+27日1次+2009年=？次 一、酸碱理论简介 1、历史进程：酸碱概念是无机化学中最基本、最重要的概念之一，到现在为止，人们对酸碱的认识已有两百年的历史，经历了一个由感性到理性，由低级到高级的认识过程，随着生产和科学的发展，从十九世纪后期出现了一系列的酸碱理论，其主要理论有： ⑴、1774年拉瓦锡提出“氧元素是酸的必要成分”的“氧酸”说，十九世纪初戴维、李必希提出“氢是酸的基本元素”的“氢酸”说。 ⑵、阿伦尼乌斯(1887)的酸碱电离理论。 ⑶、富兰克林(1905)的酸碱溶剂理论。 ⑷、布朗斯特德—劳莱的(1923)酸碱质子理论。 ⑸、路易斯(1923)的酸碱电子理论。 ⑹、皮尔逊(1963)的硬软酸碱理论。 ⑺、离子移变理论。 ⑻、Usanovich(Усанович，1939S.A.Arrhenius)1887年提出电离理论 ⑴、酸碱的定义：电离时生成的的阳离子全部是氢离子H+的化合物叫做酸。电离时生成的的阴离子全部是氢氧根离子OH-的化合物叫做碱。 ⑵、强弱电解质的定义： 在水溶液里完全电离的电解质叫做强电解质。在水溶液里部分电离的电解质叫做弱电解质。 ⑶、“酸碱中和反应就是H+和OH-结合生成中性水分子的过程。” ⑷、酸碱的电离理论适用范围：稀的水溶液。 ⑸、评价 ①、酸碱电离理论的贡献很大：它首先赋予了酸碱的科学定义，从化学组成上揭示了酸和碱的本质，是人类对酸碱认识从现象到本质的一次飞跃，对化学科学的发展起到了积极作用。 能提供一个酸碱强度的定量标度(通过实验测定出H+、OH-Ka、Kb和pKa、pKb进行定量计算。H+和OH ，却具有明显的酸碱性。例如，NH4Cl、NaHSO4显酸性，Na2CO3、NaNH2 、Na2SNa3PO4显碱性；不含氢（SO2、CO2、SnCl4)和氢氧离子成分(F-、K2O 、NH3，有机胺)的物质也表现出酸碱的事实？将NH4+ + NH2- = 2 NH3，KNH2(氨基化钾)使酚酞变红→碱？Ca与NH4Cl反应，放出H2→酸？ 又如无水气相酸碱反应BaO+SO3=BaSO4 ，NH3+HCl=NH4Cl1923年丹麦化学家布朗斯特（U.N.Bronsted）（T.M.Lowrey）HCl、HAc、NH+ 4、HCO- 3、Al(H2O)3+ 6等能给出质子，都是酸；而OH-、Ac-、NH3、 CO2- 3等能接受质子，都是碱。（(酸碱质子理论没有盐的概念。）(两性物质。 HCl→H++Cl-， HAcH++Ac-， NH4+H++NH3， HCO3-H++CO2- 3 Al(H2O)3+ 6H++[Al(OH)(H2O)5]2+，H2PO4-H++HPO42-，HPO42-H++ PO43- 2、组成 酸 碱 分子 HX、HNO3、H2SO4、H2S、H2CO3、H2O、HCN、HAc NH3、H2O、N2H4、NH2OH 阳离子 [Al(H2O)6]3+、[Cu(H2O)4]2+、H3O+、NH4+、 [Al(H2O)5OH]2+、[Cu(H2O)3OH]+ 阴离子 HSO4-、H2PO4-、HCO3-、HS-、HPO42- X-、HSO4-、SO42-、HPO42-、NH2-、HS-、S2-、O2-、Ac-、HCO3-、OH-、H2PO4- ３、共轭酸碱对(彼此只相差一个质子的两种物质) 酸 H+ + 碱 酸给出质子后余下的部分就是碱，碱接受质子后就成为酸。这样的一对酸碱，它们依赖获得或给出质子互相依存这样的酸碱对叫做共轭酸碱对HAc/Ac-、NH4+/NH3、HCO- 3/CO2- 3 (有酸才有碱，有碱才有酸；酸中有碱，碱可变酸；知酸便知碱，知碱便知酸。) 两性物质:HCO- 3；酸碱质子理论中没有盐的概念。 需要说明的是 ①酸碱可以是正离子、负离子，也可以是中性分子。酸比它的共轭碱（conjugate base）仅多一个质子。 ②酸碱是相对的。同一种物质在不同的介质或溶剂中可能具有不同的酸碱性。 例如 HPO42-在半反应H2PO4-H+HPO42-中是碱； HPO42-在半反应HPO42-H+ PO43-中是酸。③、共轭酸碱体系是不能独立存在的。由于质子的半径极小，电荷密度极高，它不可能在水溶液中独立存在（只能以水合离子的形式H3O+存在，或者说只能瞬间存在），因此，上述的各种酸碱半反应在溶液中也不能单独进行，而是当一种酸给出质子时，溶液中必定有一种碱接受质子。 (相当于电离理论的全部电离)。 弱酸给出质子的能力很弱，其共轭碱则较强，因此反应程度很小，为可逆反应(相当于电 离理论的部分电离)。 ⑵、酸碱反应的方向：任何一个酸碱反应都是由较强酸和较强碱反应生成较弱