共轭酸碱对的相对强弱
弱酸碱共轭酸碱对Ka与Kb
HCO3- = H+ + CO3-
14
可见,溶质在溶液中除以Na+和HCO3-两种型体存在外,还有 H2CO3、CO3两种型体存在,根据物料平衡规律,平衡时则有 如下关系:
[Na+] = 0.10 mol·L-1 [HCO3-] + [H2CO3] + [CO3-] = 0.10 mol·L-1 (三)电荷平衡(CBE) 化合物溶于水时,产生带正电荷和负电荷的离子,不论这 些离子是否发生化学反应而生成另外的离子或分子,但当反应 处于平衡状态时溶液中正电荷的总浓度必等于负电荷的总浓度, 即溶液总是电中性的。这一规律称为电荷平衡,它的数学表达 式叫电荷等衡式(CBE)。
[H3O+][OH+] = KW = 1.0×10-14 pKW = 14.00
活度是溶液中离子强度等于0时的浓度,在稀 溶液中,溶质的活度与浓度的关系是:
a=γc 活度常数与浓度常数之间的关系为:
K a c[H [ H ]A ][ A ]a H a H a A A •H HA A H K aA
4
酸碱反应的实质是酸与碱之间的质子转移作用,是两 个共轭酸碱对共同作用的结果。例如HCl在水中的离解, 便是HCl分子与水分子之间的质子转移作用,是由HCl-C1与H3O+-H2O两个共轭酸碱对共同作用的结果。
即 HCl + H2O = H3O+ + Cl作为溶剂的水分子同时起着碱的作用,否则HCl就无法实 现其在水中的离解。质子(H+)在水中不能单独存在、而是 以水合质子状态存在,常写为H3O+。为了书写方便,通常 将H3O+简写成H+离子。于是上述反应式可写成如下形式:
溶液中化学平衡(1)-酸碱电离平衡
K
a1
K
b3
K
a2
K
b2
K
a3
K
b1
K
w
22
Kb3
KW Ka1
1.0 1014 7.6 103
1.31012
K
a2
K
b3
23
3. 解离度和稀释定律
K a,K b是在弱电解质溶液体系中的一种平衡常数,不受浓度影
响,而浓度对解离度有影响,浓度越稀,其解离度越大。
如果弱电解质AB,溶液的浓度为c0,解离度为α。
HAc + OHNaAc的水解反应
H2O + Ac-
H2O + Ac- HAc + OH-
酸碱反应总是由较强的酸与较强的碱
作用,向着生成相对较弱的酸和较弱
的碱的方向进行。
12
4.2.2 酸碱的相对强弱
1.水的离子积常数
作为溶剂的纯水,其分子与分子之间也有质子的传递
H2O +H2O
H3O+ + OH-
例如0.10mol.L-1HAc的解离度是1.32%, 则溶液中各离子浓度是 c (H+)=c (Ac-)
=0.10×1.32%=0.00132mol.L-1。
2
4.1.2 活度与活度系数
强电解质的解离度并没有达到100%。这 主要是由于离子参加化学反应的有效浓度要 比实际浓度低。 离子的有效浓度称为活度。
a3
c(H )c(PO43 ) c(HPO42 )
4.4 1013
三种酸的强度为:H3PO4 >H2PO4- >HPO42--
20
21
磷酸各级共轭碱的解离常数分别为:
长江大学普通化学酸碱反应
化学与环境工程学院 稀释定律
初始浓度 平衡浓度 HA(aq) c c– cα cα H+(aq) + A-(aq) 0 0 cα
cα ⋅ cα cα2 θ θ = Ka = Ka c − cα 1−α 当 c θ ≥ 500时 α < 5% 1−α ≈1 , Ka cα ≈ K
2 θ a θ Ka α≈ c
化学与环境工程学院
3.2.1 酸碱在水溶液中的解离平衡
一、 二、 三、 酸碱质子理论 质子自递 酸碱平衡常数及pH计算
化学与环境工程学院
酸碱的概念在不断地发展。 酸碱的概念在不断地发展。在Arrhenius的“电离说”基 的 电离说” 础上有了Bronsted-lowry质子酸碱理论. 酸碱理论. 础上有了
问题: 的共轭碱和共轭酸各是是什么型体? 问题:H2O的共轭碱和共轭酸各是是什么型体? 的共轭碱和共轭酸各是是什么型体 H2O是酸还是碱? 是酸还是碱? 是酸还是碱
化学与环境工程学院
HA + H2O HA + SH 例: HAc + H2O
H3O+ + ASH2+ + AH3O+ + Ac水合质子
给质子能力↑ 酸的强度↑ Ka↑,给质子能力↑强,酸的强度↑ 得质子能力↑ 碱的强度↑ Kb↑,得质子能力↑强,碱的强度↑ 共轭酸碱对HA和 共轭酸碱对HA和A- 有如下关系 HA
Ka ⋅ Kb = Kw
Ka ⋅ Kb = Ks
化学与环境工程学院
解离度
α=
平衡时弱电解质已解离部分的浓度
该弱电解质的初始浓度 c 0 − c eq = ´ 100% c0
主要来自于弱酸的第一步离解, 溶液中的 H+主要来自于弱酸的第一步离解,计算 c(H+)或 pH 时 或 可只考虑第一步离解. 可只考虑第一步离解
2021基础有机化学考研化学药学类考研典型题解析题库
2021基础有机化学考研化学药学类考研典型题解析题库典型题14-10 将下列各组化合物按酸性从强到弱的顺序编号:(i)(ii)解:(i)分子上含有吸电子基时,吸电子基效应越强,那么分子的碱性就越强。
因此,上述四个分子的酸性大小顺序如下:(ii)羧酸的酸性强于醇类,醇类的酸性弱与水但比烷烃强;炔氢由于C原子的杂化方式为sp杂化,因此杂化轨道含有较多的s轨道成分,对电子的吸引力就越强。
酸性大小顺序:炔烃>烯烃>胺>烷烃。
综上所述,上述五个分子的酸性大小顺序如下:对于化合物的酸性,主要看活泼氢离去能力的大小,也可以分析氢离去之后负离子的稳定性。
综合而言,离去之后(或离去之前)分子上含有强吸电子基,则分子的酸性就强,而具有给电子基团时,一般负离子就不稳定,原化合物的酸性就很弱。
典型题14-11 为什么胺的碱性要强于醇或醚?解:O原子的电负性比N原子的电负性大,因此形成羟基时,对共用电子对具有更大的吸引力,最终引起氨基上N原子的一个孤对电子与质子具有更强的结合能力。
根据酸碱理论,胺的碱性就比醇的碱性强。
典型题14-12 解释以下事实:(i)吗啉盐酸盐的酸性比六氢吡啶的盐酸盐酸性强;(ii)3-溴-1-氮杂二环[2.2.2]辛烷共轭酸的酸性比3-氯-1-氮杂二环[2.2.2]辛烷共轭酸的酸性弱;(iii)氮丙烷与H+反应后形成的正离子的pK a小于六氢吡啶正离子的pK a。
解:一般而言,共轭酸的酸性强弱和该化合物共轭碱的碱性强弱恰好相反。
共轭酸的酸性越强,那么其共轭碱的碱性就越弱;共轭酸的酸性越弱,那么其共轭碱的碱性就越强。
(i)吗啉的结构式为:O原子取代亚甲基,O本身具有一定的吸电子效应,因此吗啉的碱性比六氢吡啶的碱性要弱,因而其共轭酸的酸性比六氢吡啶的共轭酸酸性强。
(ii)氯的电负性强于溴,因而最终3-氯-1-氮杂二环[2.2.2]辛烷的碱性弱于3-溴-1-氮杂二环[2.2.2]辛烷,而其共轭酸的酸性便要强。
第四章解离平衡
四、溶液中氢离子浓度的计算PBE
1、质子条件式:PBE
当酸碱反应达到平衡时, 酸给出质子的量(mol)应等于碱接受质子的量(mol) 零水准物质的选择 a.溶液中大量存在的 b.参与质子转移反应 质子条件式书写方法 等式左边——得质子后产物 等式右边——失质子后产物 根据质子得失相等原则列出质子条件式
pOH lg c(OH )
T = 22º C时: pH pOH 14
二、盐类水溶液的酸碱性
强酸和强碱结合生成的盐一般为中性 强酸与弱碱
弱酸与强碱 弱酸与弱碱
生成的盐一般 pH 7 有一定的酸性或碱性
原因:盐在水中会发生水解的作用生成H+或OH1. 一元强碱弱酸盐(以NaAc为例)
2 2
H3O+
+H+
H2O
-H+
4
2
4
OH-
质子条件式:c(H +) = c(HC2O4- )+2c(C2O4 2 -)+c (OH -)
例 写出 Na2 HPO4 溶液的质子条件式。 解:选择 H 2O 和 HPO42为参考水准:
H H H 3O H 2O OH H 2 PO4 H H 2 3 HPO4 PO4
H+ + Ac0 x 0 x
c( H )c( Ac ) Ka c( HAc )
2 x 5 1.8 10 0.10 x
x 1.33 103
c( H ) c( Ac ) 1.33 103 mol . L1
c( HAc ) (0.10 1.33 103 ) 0.10mol . L1
b. 计算 c(HCO3-):
第5章 酸碱平衡
(2)解离度 (Degree of Dissolution)
已解离的电解质分子数 α 100% 溶液中原电解质分子数 c(H3O ) 100% c(HAc) K a (HAc) {c}
(Ka =c2)
西南科技大学
无机化学(Inorganic Chemistry)
第五章
酸碱平衡
例:计算298K时0.10mol· L-1 HAc 溶液中 H3O+,Ac- HAc,OH- pH, α (Ka =1.8×10-5)。 解: HAc(aq)+H2O(l)
无机化学(Inorganic Chemistry)
如: HCl HAC NH4+ Fe(H2O)63+
如: Cl- AC- CO32NH3 [Fe(H2O)5(OH)]2+ 如: HCO3-, H2O
西南科技大学
第五章
酸碱平衡
2. 酸碱反应的术语
根据酸碱定义,酸失去质子变成碱,
碱得到质子变成酸——共轭关系。
5.3.1 一元弱酸的解离平衡及计算
1. 解离平衡 (Dissolution Equilibrium)
HAc(aq) + H2O(l)
无机化学(Inorganic Chemistry)
H3O+(aq)+Ac–(aq)
西南科技大学
第五章
酸碱平衡
[c(H3O )/c ][c(Ac )/c ] K a (HAc) [c(HAc)/ c ]
共轭酸碱对
HAc(aq) + H2O(l)
简写 HAc(aq)
H3O+(aq) + Ac-(aq)
H+(aq) + Ac-(aq)
2021基础有机化学考研化学药学类考研典型题解析题库
2021基础有机化学考研化学药学类考研典型题解析题库典型题14-10 将下列各组化合物按酸性从强到弱的顺序编号:(i)(ii)解:(i)分子上含有吸电子基时,吸电子基效应越强,那么分子的碱性就越强。
因此,上述四个分子的酸性大小顺序如下:(ii)羧酸的酸性强于醇类,醇类的酸性弱与水但比烷烃强;炔氢由于C原子的杂化方式为sp杂化,因此杂化轨道含有较多的s轨道成分,对电子的吸引力就越强。
酸性大小顺序:炔烃>烯烃>胺>烷烃。
综上所述,上述五个分子的酸性大小顺序如下:对于化合物的酸性,主要看活泼氢离去能力的大小,也可以分析氢离去之后负离子的稳定性。
综合而言,离去之后(或离去之前)分子上含有强吸电子基,则分子的酸性就强,而具有给电子基团时,一般负离子就不稳定,原化合物的酸性就很弱。
典型题14-11 为什么胺的碱性要强于醇或醚?解:O原子的电负性比N原子的电负性大,因此形成羟基时,对共用电子对具有更大的吸引力,最终引起氨基上N原子的一个孤对电子与质子具有更强的结合能力。
根据酸碱理论,胺的碱性就比醇的碱性强。
典型题14-12 解释以下事实:(i)吗啉盐酸盐的酸性比六氢吡啶的盐酸盐酸性强;(ii)3-溴-1-氮杂二环[2.2.2]辛烷共轭酸的酸性比3-氯-1-氮杂二环[2.2.2]辛烷共轭酸的酸性弱;(iii)氮丙烷与H+反应后形成的正离子的pK a小于六氢吡啶正离子的pK a。
解:一般而言,共轭酸的酸性强弱和该化合物共轭碱的碱性强弱恰好相反。
共轭酸的酸性越强,那么其共轭碱的碱性就越弱;共轭酸的酸性越弱,那么其共轭碱的碱性就越强。
(i)吗啉的结构式为:O原子取代亚甲基,O本身具有一定的吸电子效应,因此吗啉的碱性比六氢吡啶的碱性要弱,因而其共轭酸的酸性比六氢吡啶的共轭酸酸性强。
(ii)氯的电负性强于溴,因而最终3-氯-1-氮杂二环[2.2.2]辛烷的碱性弱于3-溴-1-氮杂二环[2.2.2]辛烷,而其共轭酸的酸性便要强。
酸碱平衡与沉淀溶解平衡
三、拉平效应与区分效应
(一)拉平效应 强度不同的酸和碱,在某种溶剂的作用下,
其酸度或碱度被定位在同一水平上的效应。
(二)区分效应 在某种溶剂中,强度十分接近的酸和碱,在
另一种溶剂中,酸碱强弱却会表现出明显的差别, 这种现象称为区分效应。
四、同离子效应和盐效应
(一)同离子效应 在弱电解质溶液中,加入一种与弱电解质含
有相同离子的强电解质时,可使弱电解质的电离 度降低,这种现象称为同离子效应。
例如在 HN3•H2O 溶液中,加入强电解NH4Cl 晶体。
NH3•H2O NH4Cl
NH4+ + OH– NH4+ + Cl–
(二)盐效应
20 mol·L-1的NaAc 溶液等体积混合配成 1L 缓冲溶液。
反应。
例: 在醋酸中加入NH Cl H-氧合血红蛋白~K-氧合血c。
(三)pH对溶质(药物等)存在状态的影响
大多数药物都是有机弱酸或弱碱,它们 在生产制备,分析过程及体内吸收时,环境 的pH对它们的存在状态都有很大的影响。
第三节 缓冲溶液
在溶液中进行的许多化学反应,特别是在生物 体内的化学反应,往往需要在一定的pH值条件下 才能正常进行。
酸碱平衡与沉淀溶解平衡
水既能 接受质 子,又 能给出 质子, 称之为 两性物 质。
HB
HOAc
H 2C O 3 H C O 3-
N H 4+ H 2O H 3O +
H+ + B-
H + + O Ac-
H + + H C O 3-
H+ +
C
O
质子实验
质子百科名片质子(proton)是一种带 1.6 × 10-19 库仑(C)正电荷的亚原子粒子,直径约 1.6 to 1.7×10?15 m 1,质量是938百万电子伏特/c?(MeV/c?),即1.6726231 × 10-27 kg,大约是电子质量的1836.5倍。
质子属于重子类,由两个上夸克和一个下夸克通过胶子在强相互作用下构成。
原子核中质子数目决定其化学性质和它属于何种化学元素。
目录科学含义1. 稳态2. 历史3. 应用4. 反质子5. 负质子6. 基本信息7. 基本性质8. 质子各国的读法9. 关于中子态的形成10. 质子的发现11. 质子理论12. 质子守恒文学含义1. 解释2. 历史典籍中的记录科学含义1. 稳态2. 历史3. 应用4. 反质子5. 负质子6. 基本信息7. 基本性质8. 质子各国的读法9. 关于中子态的形成10. 质子的发现11. 质子理论12. 质子守恒文学含义1. 解释2. 历史典籍中的记录展开编辑本段科学含义质子(proton)是一种带 1.6 × 10-19 库仑(C)正电荷的亚原子粒子,直径约 1.6 to 1.7×10?15 m [1],质量是938百万电子伏特/c²(MeV/c²),即1.6726231 × 10-27kg,大约是电子质量的1836.5倍。
质子属于重子类,由两个上夸克和一个下夸克通过胶子在强相互作用下构成。
原子核中质子数目决定其化学性质和它属于何种化学元素。
氢原子最常见的同位素1H 的原子核由一个质子构成。
其它原子的原子核则由质子和中子在强相互作用下构成。
稳态至今为止质子被认为是一种稳定的、不衰变的粒子。
但也有理论认为质子可能衰变,只不过其寿命非常长。
到今天为止物理学家没有能够获得任何可能理解为质子衰变的实验数据。
水中的氢离子绝大多数都是水合质子。
第六章酸碱反应及酸碱平衡
H2O(l)+H2O(l)
酸(1) 碱(2)
H3O+(aq) +OH-(aq)
酸(2) 碱(1)
10
③ 盐类水解反应也是离子酸碱的质子转移反应。 例如NaAc水解:
H+
Ac-+H2O 碱(1) 酸(2) NH4Cl水解:
H+
OH- + HAc 碱(2) 酸(1)
NH + H2O 酸(1) 碱(2)
θ K a ( HAc)
[c( Ac - ) / c θ ][c( H 3O + ) / c θ ] [c( HAc) / c θ ]
1.8 10 -5
θ K a 1.76 10-5 (实验测定)
15
溶剂对酸碱强弱的影响:
区分效应:用一个溶剂能把酸或碱的相 对强弱区分开来,称为溶剂的“区分效应”。 例如:H2O可以区分HAc,HCN酸性的强弱。
17
溶剂的区分效应 (Differentialing Effect)
HClO4 + HAc(l) H2Ac+ + ClO4-
K a 1.58 10
-6
H2SO4 + HAc(l) HCl + HAc(l)
H2Ac+ + SO42H2Ac+ + ClH2Ac+ + NO3-
K a 6.31 10 -9 K a 1.58 10 -9
Kb1Ө = 2.3 × 10-2
HPO42- + H2O = OH - + H 2PO4-
Ka2 = 6.2 ×
HPO42+ H2O = H3O
【教学目标】1掌握同离子效应和盐效应,酸碱的共轭关系(阅读)
二、缓冲溶液pH的计算
K p H =p a +lg
[共轭碱 ] [共轭酸 ] c V (共轭碱)
K p H =p a +lg
V (共轭 碱) V (共轭酸) c (共轭碱) c (共轭酸)
K p H =p a +lg
K p H =p a +lg
c V (共轭酸)
根据缓冲溶液的计算公式可知:
1、缓冲溶液的pH值主要取决于共轭酸碱对中弱酸 的Ka值,其次,取决于缓冲溶液的缓冲比 2、对于同一缓冲对的缓冲溶液,其pH值只取决于 缓冲比,改变缓冲比,缓冲溶液的pH值也随之改 变,当缓冲比为1时,缓冲溶液的pH=pKa 3、适当稀释缓冲溶液,缓冲比不变,计算的pH值 亦不变,但加入大量水稀释时,使pH值略有升高, 称为稀释效应。
Ka=Kw/Kb =1.0 ×10-14 /1.76×10-5 =5.68 ×10-10
[H3+O]=√ Ka· c = √ 5.68×10-10×0.10 = 7.54×10-6 pH = -lg[H3+O]= -lg7.54×10-6 =5.12
第四节
缓冲溶液
一、缓冲溶液的组成及缓冲作用
(一)缓冲作用与缓冲溶液 能对抗外来少量强酸、强碱或稍加稀释而保持溶液 pH值基本不变的作用叫做缓冲作用;具有缓冲作用的溶液, 叫做缓冲溶液。
平衡向左移动,解离度减小 定义:在弱电解质溶液中,加入与该弱电解质具有相同离子 的易溶强电解质,导致弱电解质的解离度降低。 2.盐效应
H A c
+ H
+
A c
+ a N a C l =N
+
C l-
平衡向右移动,解离度增大 讨论:两种效应的发生原因及其协同作用。
共轭酸碱对
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A
B + H+
酸
碱 质子
共轭酸碱对
酸给出质子(H+)形成共轭碱,或碱接受质子 形成共轭酸的反应就叫做酸碱半反应。
如: HCl = H+ + Cl-
H2SO4 = H+ + HSO4-
NH4+
H+ + NH3
酸
质子 碱
共轭酸碱对
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三、溶剂的质子自递反应和溶剂的种类
H2O + H2O
H3O+ + OH-
仅在溶剂分子之间发生的质子传递作用,
就叫做溶剂的质子自递反应。反应的平衡常数
叫做溶剂的质子自递常数(用KS表示)或称溶 剂的离子积。
[H+][OH-] = KW = 1.0×10-14
(25℃)
pKW=14.00
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③两性溶剂:既能给出质子又能接受质子的溶剂。 ④惰性溶剂:既不给出质子,又不接受质子的溶剂。
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四、酸碱的强度与溶剂的关系
㈠ 酸碱的强弱与酸碱的性质及溶剂的性质有关
㈡ 共轭酸碱对的Ka和Kb的关系
1. 一元共轭酸碱对的Ka和Kb的关系
如:HAc + H2O
6.掌握酸碱滴定分析有关计算。
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§5Y.1AN酸GT碱ZE质NO子RM理AL论UNIVERSITY
§5.2 水溶液中弱酸(碱)各型体的分布
第5章
共轭酸碱对
一、酸碱概念酸碱离子理论是阿累尼乌其斯(Arrhenius)根据他的电离学说提出来的。
他认为在水中能电离出氢离子并且不产生其它阳离子的物质叫酸。
在水中能电离出氢氧根离子并且不产生其它阴离子的物质叫碱。
酸碱中和反应的实质是氢离子和氢氧根离子结合成水。
这个理论取得了很大成功,但它的局限性也早就暴露出来。
倒台,气态氨与氯脂氢反应迅速生成氯化铵,这个酸碱中和反应并墙角水的生成;又如氨的水溶液显碱性,曾错误地认为NH3和H2O形成弱电解质NH4OH分子,然后离解出OH-+等。
由于阿累尼乌斯的酸碱离子理论不能解一些非水溶液中进行地酸碱反应等问题,1923年布朗特(Bron sted)提出了酸碱质子理论,把酸碱概念加以推广。
酸碱质子理论认为凡是能给出质子的物质都是酸,凡是能与质子结合的物质都是碱。
即酸是质子的给予体,碱是质子的接受体。
这样,一个酸给出质子后余下的部分自然就是碱,因为它本身就是与质子结合的。
它们的关系如下:这种关系叫做酸碱的共轭关系,式中略去了HB和B可能出现的电荷。
右边的碱是左边酸的共轭碱,左边的酸是右边碱的共轭酸,两者组成一个共轭酸碱对,它们只直差一个质子。
例如,从以上例子可以看出,酸和碱可以是分子,也可以是阳离子和阴离子。
还可以看出,像HPO2-4这样的物质,既表现酸,也表现为碱,所以它是两性物质。
同理,H2O,HCO-3等也是两性物质。
二、共轭酸碱的强弱共轭酸碱对的离解常数Ka和Kb之间有确定的关系。
以HOAc为例推导如下:由于溶剂水的浓度不常数,所以它不出现在平衡常数式中。
用KW表示[H3O+][OH-],KW称为水的离子积。
这说明在一定温度下,水中的[H3O+]与[OH-]的乘积为一常数。
所以Ka·Kb=KW (2-7)24℃时KW值为1.0×10-14.这个关系说明,只知道了酸的离解常数Ka,就可以计算出它的共轭碱的Kb,反之亦然。
Ka和Kb是成反比的,而Ka和Kb正是反映酸和碱的强度,所以,在共轭酸碱对中,酸的强度愈大,其共轭碱的强度愈小;碱的强度愈大,其共轭酸的强度愈小。
无机及分析化学06 酸碱平衡与酸碱滴定法
c(NH 4 )c(OH ) K b (NH 3 ) = c(NH 3 )
Kb (NH3):一元弱碱的解离常数
Chapter Six
25
(2)共轭酸碱对 Ka、 Kb 的关系 )
NH3(aq)+ H2O(l) NH4+(aq)+ OH–(aq)
c(OH - ) c(NH 4 + ) K b (NH 3 ) = c(NH 3 )
H+(aq)+Ac-(aq)
HAc ∼ Ac共轭酸碱对
H3O+(aq)
H2O ∼ H3O+
共轭酸碱对
H3O+(aq) + Ac-(aq) H+(aq) + Ac-(aq)
12
例:NH3在水溶液中的解离也是一个酸碱反 应。 酸碱半反应 H2O (l) 酸碱半反应 NH3 (aq) + H+ (aq) 酸碱总反应 NH3 (aq) + H2O(l) NH4+ (aq) H+ (aq) + OH- (aq) H2O ∼ OH共轭酸碱对
NH4+ +H2O
Chapter Six
例:HCl与NH3的反应无论是在溶液中还是在气 与 相中或是在非水溶剂苯中, 相中或是在非水溶剂苯中,其实质都是质子转 最终生成NH4Cl。 移,最终生成 。
HCl + NH3
优越性: 优越性:
• •
NH4+ + Cl-
扩大了酸碱物质的范畴 扩大了酸碱反应的范畴
酸总是较碱多一个正电荷, 酸总是较碱多一个正电荷,酸碱可以是 分子,阳离子,阴离子。 分子,阳离子,阴离子。
化学第三节酸碱理论
(三) 酸碱的强弱关系
*
在具有共轭关系的酸碱对中,它们的强度是相互制约的。酸强,其共轭碱就弱;酸弱,其共轭碱就强。
1
另外,一种物质显示酸碱性的强弱,除了与其本性有关外,还与反应对象(或溶剂)的性质有关。
2
(三)、酸碱的强度
一、酸碱质子理论
*
基本概念 凡能给出质子(H+)的物质都是酸,凡能接受质子的物质都是碱。即酸是质子给予体,碱是质子的接受体。
酸和碱不是孤立的,酸给出质子后所余下 的部分就是碱,碱接受质子后即成为酸。
HCl
H+ + Cl -
HAc
H+ + Ac -
酸
H+ + 碱
酸与碱的关系可用下式表示为
NaCN → Na+ + CN-
*
电荷均衡式为:
[Na+]+[H+]=[OH-]+[CN- ]
∵ [Na+]=c
∴ c + [H3O+]=[OH-]+[CN- ]
01
02
质子均衡式为:
*
[H+]总= [H+]HAc+ [H+]H2O [H+]=[Ac-]+[OH-] 质子均衡(PBE): 质子均衡是指酸碱反应达到平衡时,酸失去的质子数等于碱得到的质子数。
例
计算0.100mol·L-1NaAc溶液的pH值。已知 Ka(HAc)=1.74×10-5
[H+]=Kw/[OH-]=10-14/(7.58×10-6) pH = 8.88
酸碱理论
酸碱理论阐明酸、碱本身以及酸碱反应的本质的各种理论。
在历史上曾有多种酸碱理论,其中重要的包括:阿伦尼乌斯酸碱理论——酸碱电离理论布朗斯特-劳里酸碱理论——酸碱质子理论路易斯酸碱理论——酸碱电子理论酸碱溶剂理论软硬酸碱理论最早提出酸、碱概念的是英国R.玻意耳。
为酸和碱下了更科学的定义:―所有的酸都是氢的化合物,但其中的氢必须是能够很容易地被金属所置换的。
碱则是能够中和酸并产生盐的物质。
‖但他不能解释为什么有的酸强,有的酸弱。
这一问题为瑞典S.A.阿伦尼乌斯解决。
阿伦尼乌斯电离理论阿伦尼乌斯酸碱理论在阿伦尼乌斯电离理论的基础上提出的酸碱理论是:―酸、碱是一种电解质,它们在水溶液中会离解,能离解出氢离子的物质是酸;能离解出氢氧根离子的物质是碱。
‖由于水溶液中的氢离子和氢氧根离子的浓度是可以测量的,所以这一理论第一次从定量的角度来描写酸碱的性质和它们在化学反应中的行为,指出各种酸碱的电离度可以大不相同,有的达到90%以上,有的只有1%,于是就有强酸和弱酸;强碱和弱碱之分。
强酸和强碱在水溶液中完全电离;弱酸和弱碱则部分电离。
阿伦尼乌斯还指出,多元酸和多元碱在水溶液中分步离解,能电离出多个氢离子的酸是多元酸;能电离出多个氢氧根离子的碱是多元碱,它们在电离时都是分几步进行的。
这一理论还认为酸碱中和反应乃是酸电离出来的氢离子和碱电离出来的氢氧根离子之间的反应:H++OH- ===H2O阿伦尼乌斯酸碱理论也遇到一些难题,如:①在没有水存在时,也能发生酸碱反应,例如氯化氢气体和氨气发生反应生成氯化铵,但这些物质都未电离。
②将氯化铵溶于液氨中,溶液即具有酸的特性,能与金属发生反应产生氢气,能使指示剂变色,但氯化铵在液氨这种非水溶剂中并未电离出氢离子。
③碳酸钠在水溶液中并不电离出氢氧根离子,但它却是一种碱。
要解决这些问题,必须使酸碱概念脱离溶剂(包括水和其他非水溶剂)而独立存在。
其次酸碱概念不能脱离化学反应而孤立存在,酸和碱是相互依存的,而且都具有相对性。
共轭酸碱的相对强弱酸越容易给出质...
(上)环境科学专业2010级2010.9目录:绪论(2课时) (3)第一章热力学第一定律与热化学(6课时) (3)第二章热力学第二定律(6课时) (13)第三章化学反应平衡(6课时) (20)第四章溶液及酸碱平衡(10课时) (26)第五章沉淀解离平衡(4学时) (38)第六章原子结构和元素周期律(10课时) (44)第七章分子结构(8课时) (59)第八章配位化合物及配位平衡(8课时) (69)绪论(2课时)教学目标:1.认识化学学科与环境科学之关系及化学在环境科学中的地位;2.培养学生学好化学,保护环境的意识;3.介绍大学学习与中学学习的差别,4.培养学生独立思考的意识和习惯.5.了解现代化学基础知识结构体系.第一章热力学第一定律与热化学(6课时)教学目标1.理解热力学基本概念(系统与环境,状态与状态函数,可逆过程,过程与途径。
反应进度,功与热,热力学能,焓,标准摩尔生成焓,标准摩尔燃烧焓)。
掌握状态函数的特点及应用。
2.明确热力学能与热功之间的联系和区别,掌握热力学第一定律的数学表达式及其在各种特定条件下的特殊表达式。
3.学会热力学处理问题的方法(首先确定系统、始态和终态、过程、然后计算Q、W 和状态函数的改变量。
若是难以计算则根据状态函数的改变量只与始态与终态有关的原则可设计过程来计算)。
4.能熟练地计算理想气体在等温、等压、等容过程中的Q、W、ΔU和ΔH。
5.能应用盖斯定律由热力学基本数据计算反应热。
教学重点:热力学基本概念(系统与环境,状态与状态函数,可逆过程,过程与途径。
反应进度,功与热,热力学能,烩,标准摩尔生成焓,标准摩尔燃烧焓);状态函数的特点及应用;热力学第一定律的数学表达式及其在各种特定条件下的特殊表达式;理想气体在等温、等压、等容过程中的Q、W、ΔU和ΔH的计算;用盖斯定律由热力学基本数据计算反应热。
教学难点:热力学基本概念;理想气体在等温、等压、等容过程中的Q、W、ΔU和ΔH的计算。