酸碱理论概述
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酸碱理论,即酸碱的电子理论;
20世纪六十年代美国化学家佩尔松(R.G.Pearson)提
出的软硬酸碱理论。
1
一、酸碱电离理论
1887年瑞典化学家阿仑尼乌斯(S.A.Arrhenius)提出
酸碱电离理论。
电解质在水溶液中电离生成正、负离子。 要点:酸—在水溶液中凡是能够电离出H+的物质叫做酸;
碱—在水溶液中凡是能够电离出OH-的物质叫做碱 中和反应:酸碱反应
K b 越大,碱越强
如: HAc H2O H3O Ac
Ka
[H ][Ac ]
[HAc]
1.8105
NH4 H2O H3O NH3
Ka
[H ][NH
[NH
4
]
3
]
5.6 1010
HS H2O H3O S2
这三种酸的强弱顺序为:
同样,碱在水溶液中接受质子,也必须有溶剂水分
子参加。如:氨的离解:
半反应1 NH3 + H+ = NH4+
+) 半反应2 H2O = H+ + OH-
NH3 + H2O = OH- + NH4+
碱1
酸2
Hale Waihona Puke Baidu
碱2 酸1
传统称之为“盐的水解”的反应,也是酸碱反应。 如:NH4Cl、NaAc的水解反应:
NH4+ + H2O === H3O+ + NH3 Ac- + H2O === OH- + HAc
14
(四)酸碱的强度 1、定性:酸碱的强弱取决于物质给出质子或接 受质子的能力的强弱。 如果酸越易给出质子,酸性越强,它的共轭碱 接受质子的能力越弱,碱性弱。
2、定量
衡量酸(碱)强弱的尺度—— 酸(碱)的解离常数 酸在水中给出质子的能力用质子转移平衡常数的大小 来表示.
K a 越大,酸越强
15
碱的接受质子能力则由其加合质子反应平衡常数 的大小来衡量.
H 2O H OH
在水溶液中,酸:凡是能够产生H+的为酸, HCl 碱:凡是能够产生OH-的为碱。NaOH
4
又如:液态氨,NH3为溶剂,氨自身电离为: 2NH3 → NH4+ + NH2-
在液氨中,凡能离解出NH4+的物质为酸。 NH4Cl 凡能离解出NH2-的物质为碱。 NaNH2 酸碱反应为:NH4++NH2-→2NH3。
碱 H2O → H+ + OH-
酸
8
4、酸碱的共轭性
HA
H+ + A-
酸
碱
彼此只差一个质子,而相互转化的一对酸碱称为共轭酸碱对。
NH3 —NH4+ HAc — Ac-
共轭酸碱对
9
结论
(1)、质子理论的酸碱概念较电离理论的概念具 有更广泛的含义,可以是阳离子、阴离子,也可 以是中性分子; (2)、质子理论的酸碱含义具有相对性,在某 个共轭酸碱对中可能是酸而在另一个共轭酸碱 对中可能是碱。如同一HPO42-,在共轭酸碱 对H2PO4-—HPO42-体系中为碱,而在HPO42—PO43-体系中则为酸。因此,同一物质在不 同环境中常会发生酸碱的改变。 (3)、共轭酸碱对只差一个质子。
这种仅在溶剂分子之间发生的质子传递作用,称 为溶剂的质子自递反应。反应的平衡常数称为溶剂的 质子自递常数,也称水的离子积
Kw [H3O ][OH ]或Kw [H ][OH ]
(25℃) 时 Kw 1.01014
pH pOH pKw pKw 14.00 pH pOH 14.00
第一节 酸碱理论概述
1887年瑞典化学家阿仑尼乌斯(S.A.Arrhenius)的酸
碱电离理论;
1905年美国科学家弗兰克林(E.C.Franklin)提出的酸
碱溶剂理论;
1923年丹麦化学家布朗斯特(J.N.Brönsted)与英国化 学家劳莱(T.M.Lorry) 提出的酸碱质子理论 ; 1923年美国化学家路易斯(G.N.Lewies)提出的广义
盐:酸碱反应的产物
如:H2SO4→2H++SO42-, HNO3→H++NO3所以硫酸与硝酸都是酸; 又如: NaOH→Na++OH-,Ca(OH)2 →Ca2++2OH所以氢氧化钠和氢氧化钙都是碱。
2
意义:首次对酸碱赋予了科学的定义
局限性: ⑴、只适用于水溶液不适用于非水溶液 ⑵、不能解释有的物质( NH3)不含OH-,却
显然在酸碱质子理论中没有盐这一术语,但习惯 上还可能要用到“盐”这个词。 酸碱反应的实质:
是酸碱间质子的传递,是两个共轭酸碱对共同作 用的结果。
13
(三)、溶剂的质子自递反应
例:作为溶剂的水分子是两性的,既能给出质 子起酸的作用,又能接受质子起碱的作用。
在水分子之间,也可以发生质子的传递作用: H2O + H2O === H3O+ + OH-
5
意义:酸碱溶剂理论扩展了酸碱电离理论,扩大了酸 碱的范畴,可以在非水溶液中使用。
局限性:只适用于溶剂能离解成正、负离子的系统 不适用于不能离解的溶剂及无溶剂体系
6
三、酸碱质子理论
1923年丹麦化学家布朗斯特(J.N.Brönsted)与英 国化学家劳莱(T.M.Lorry) 提出了酸碱质子理论
具有碱性;有的物质(AlCl3)不含H+却 具有酸性。
3
二、酸碱的溶剂理论
1905年美国科学家弗兰克林(E.C.Franklin)提出
了酸碱溶剂理论;
酸:凡是能够电离产生溶剂正离子物质的为酸; 要点: 碱: 凡是能够电离产生溶剂负离子的为碱。
酸碱反应:正离子与负离子结合生成溶剂分子的过 程。
例如:水溶液,水为溶剂,
10
(二)、酸碱反应
例如:HAc在水溶液中的离解
半反应 1 HAc = H+ + Ac-
+)半反应 2 H2O + H+ = H3O+
HAc + H2O = H3O+ + Ac-
酸碱
酸
碱
1
2
2
1
H3O+称为水合质子,通常写成H+。HAc 在水中的离解平衡式可以简化为:
HAc = H+ + Ac-
11
(一)、酸碱质子理论
1、酸:凡是能够给出质子(H+)的物质(包括
分子和离子)都是酸;
例: HAc → H+ + Ac-
酸
碱
NH4+ → H+ + NH3
酸
碱
2、碱:凡是能够接受质子的物质都为碱。
例: NH3 + H+ → NH4+ Ac- + H+ → HAc
碱
酸
7
3、两性物质:即能给出质子,又能接受质子的物质 H2O + H+ → H3O+
Ka
[H ][S2 ] [HS ]
20世纪六十年代美国化学家佩尔松(R.G.Pearson)提
出的软硬酸碱理论。
1
一、酸碱电离理论
1887年瑞典化学家阿仑尼乌斯(S.A.Arrhenius)提出
酸碱电离理论。
电解质在水溶液中电离生成正、负离子。 要点:酸—在水溶液中凡是能够电离出H+的物质叫做酸;
碱—在水溶液中凡是能够电离出OH-的物质叫做碱 中和反应:酸碱反应
K b 越大,碱越强
如: HAc H2O H3O Ac
Ka
[H ][Ac ]
[HAc]
1.8105
NH4 H2O H3O NH3
Ka
[H ][NH
[NH
4
]
3
]
5.6 1010
HS H2O H3O S2
这三种酸的强弱顺序为:
同样,碱在水溶液中接受质子,也必须有溶剂水分
子参加。如:氨的离解:
半反应1 NH3 + H+ = NH4+
+) 半反应2 H2O = H+ + OH-
NH3 + H2O = OH- + NH4+
碱1
酸2
Hale Waihona Puke Baidu
碱2 酸1
传统称之为“盐的水解”的反应,也是酸碱反应。 如:NH4Cl、NaAc的水解反应:
NH4+ + H2O === H3O+ + NH3 Ac- + H2O === OH- + HAc
14
(四)酸碱的强度 1、定性:酸碱的强弱取决于物质给出质子或接 受质子的能力的强弱。 如果酸越易给出质子,酸性越强,它的共轭碱 接受质子的能力越弱,碱性弱。
2、定量
衡量酸(碱)强弱的尺度—— 酸(碱)的解离常数 酸在水中给出质子的能力用质子转移平衡常数的大小 来表示.
K a 越大,酸越强
15
碱的接受质子能力则由其加合质子反应平衡常数 的大小来衡量.
H 2O H OH
在水溶液中,酸:凡是能够产生H+的为酸, HCl 碱:凡是能够产生OH-的为碱。NaOH
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又如:液态氨,NH3为溶剂,氨自身电离为: 2NH3 → NH4+ + NH2-
在液氨中,凡能离解出NH4+的物质为酸。 NH4Cl 凡能离解出NH2-的物质为碱。 NaNH2 酸碱反应为:NH4++NH2-→2NH3。
碱 H2O → H+ + OH-
酸
8
4、酸碱的共轭性
HA
H+ + A-
酸
碱
彼此只差一个质子,而相互转化的一对酸碱称为共轭酸碱对。
NH3 —NH4+ HAc — Ac-
共轭酸碱对
9
结论
(1)、质子理论的酸碱概念较电离理论的概念具 有更广泛的含义,可以是阳离子、阴离子,也可 以是中性分子; (2)、质子理论的酸碱含义具有相对性,在某 个共轭酸碱对中可能是酸而在另一个共轭酸碱 对中可能是碱。如同一HPO42-,在共轭酸碱 对H2PO4-—HPO42-体系中为碱,而在HPO42—PO43-体系中则为酸。因此,同一物质在不 同环境中常会发生酸碱的改变。 (3)、共轭酸碱对只差一个质子。
这种仅在溶剂分子之间发生的质子传递作用,称 为溶剂的质子自递反应。反应的平衡常数称为溶剂的 质子自递常数,也称水的离子积
Kw [H3O ][OH ]或Kw [H ][OH ]
(25℃) 时 Kw 1.01014
pH pOH pKw pKw 14.00 pH pOH 14.00
第一节 酸碱理论概述
1887年瑞典化学家阿仑尼乌斯(S.A.Arrhenius)的酸
碱电离理论;
1905年美国科学家弗兰克林(E.C.Franklin)提出的酸
碱溶剂理论;
1923年丹麦化学家布朗斯特(J.N.Brönsted)与英国化 学家劳莱(T.M.Lorry) 提出的酸碱质子理论 ; 1923年美国化学家路易斯(G.N.Lewies)提出的广义
盐:酸碱反应的产物
如:H2SO4→2H++SO42-, HNO3→H++NO3所以硫酸与硝酸都是酸; 又如: NaOH→Na++OH-,Ca(OH)2 →Ca2++2OH所以氢氧化钠和氢氧化钙都是碱。
2
意义:首次对酸碱赋予了科学的定义
局限性: ⑴、只适用于水溶液不适用于非水溶液 ⑵、不能解释有的物质( NH3)不含OH-,却
显然在酸碱质子理论中没有盐这一术语,但习惯 上还可能要用到“盐”这个词。 酸碱反应的实质:
是酸碱间质子的传递,是两个共轭酸碱对共同作 用的结果。
13
(三)、溶剂的质子自递反应
例:作为溶剂的水分子是两性的,既能给出质 子起酸的作用,又能接受质子起碱的作用。
在水分子之间,也可以发生质子的传递作用: H2O + H2O === H3O+ + OH-
5
意义:酸碱溶剂理论扩展了酸碱电离理论,扩大了酸 碱的范畴,可以在非水溶液中使用。
局限性:只适用于溶剂能离解成正、负离子的系统 不适用于不能离解的溶剂及无溶剂体系
6
三、酸碱质子理论
1923年丹麦化学家布朗斯特(J.N.Brönsted)与英 国化学家劳莱(T.M.Lorry) 提出了酸碱质子理论
具有碱性;有的物质(AlCl3)不含H+却 具有酸性。
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二、酸碱的溶剂理论
1905年美国科学家弗兰克林(E.C.Franklin)提出
了酸碱溶剂理论;
酸:凡是能够电离产生溶剂正离子物质的为酸; 要点: 碱: 凡是能够电离产生溶剂负离子的为碱。
酸碱反应:正离子与负离子结合生成溶剂分子的过 程。
例如:水溶液,水为溶剂,
10
(二)、酸碱反应
例如:HAc在水溶液中的离解
半反应 1 HAc = H+ + Ac-
+)半反应 2 H2O + H+ = H3O+
HAc + H2O = H3O+ + Ac-
酸碱
酸
碱
1
2
2
1
H3O+称为水合质子,通常写成H+。HAc 在水中的离解平衡式可以简化为:
HAc = H+ + Ac-
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(一)、酸碱质子理论
1、酸:凡是能够给出质子(H+)的物质(包括
分子和离子)都是酸;
例: HAc → H+ + Ac-
酸
碱
NH4+ → H+ + NH3
酸
碱
2、碱:凡是能够接受质子的物质都为碱。
例: NH3 + H+ → NH4+ Ac- + H+ → HAc
碱
酸
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3、两性物质:即能给出质子,又能接受质子的物质 H2O + H+ → H3O+
Ka
[H ][S2 ] [HS ]