酸碱平衡2015化学竞赛夏令营江苏

8.4 酸碱电离平衡的移动
Shift of Acid-Base Ionization Equilibrium
8.5 缓冲溶液
Buffer Solution
8.6 酸碱中和反应
Acid-Base Neutralization Reaction
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Cave formation result from acid-base reaction involving CaCO3
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酸：凡能给出质子的分子或离子，即质子给予体 (proton donor) HCl、HAc、NH4+、 HSO3- 、Al(H2O)63+ 等都能 给出质子，都是酸
HCl →H+ + ClHAc →H+ + AcNH4+ →H+ + NH3 HSO3- →H+ + SO32Al(H2O)63+ → H+ + [Al(OH)(H2O)5]2+
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8.1.3 酸碱的强弱和电离平衡常数
1、酸电离平衡常数
K
y a
HB(aq) + H2O(l)
B-(aq) + H3O+(aq) Gy
该反应的标准平衡常数
K
y a
叫酸常数(Acidity
constant), 也叫酸的电离平衡常数(Acid ionization
equilib下r表iu列m出c一o些ns常ta见n酸t)的电离常数，使用时应该注意：
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酸碱反应的实质：两个共轭酸碱对之间的质子传递
● 酸越强，其共轭碱越弱；碱越强，其共轭酸越弱
● 反应总是由相对较强的酸和碱向生成相对较弱的
酸和碱的方向进行
● 对于某些物种而言，是酸是碱取决于参与的具体
反应
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两性物质：
既能给出质子又能接受质子的分子和离子。如：
HCO3-、H2PO4-、HS- 等。
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酸碱存在着对应的相互依存的关系；物质的酸性 或碱性要通过给出质子或接受质子来体现
酸
H+ + 碱
碱+ H+
酸
共轭酸碱
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8.1.2 共轭酸碱对 (conjugate acid-base pair)
酸
H+ + 碱
碱+ H+
酸
质子理论中酸碱特点：有酸才有碱，有碱才有酸；酸 中有碱，碱可变酸
K
y a1
K
y a2
K
y a3
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Ionization constants of some common acids in water at 298 K
Name
HB
B-
Ka
pKa
Hydroiodic acid Perchloric acid Hydrobromic acid Hydrochloric acid Sulfuric acid Hydronium ion Sulfurous acid Hydrogensulfate ion Phosphoric acid Hydrofluoric acid Carbonic acid Hydrogen sulfide Ammonium ion Hydrocyanic acid Hydrogencarbonate ion Hydrogenphosphate ion Water
● 碱指在水中电离出的阴离子全部为OH的物质 NaOH = Na+ + OH-
● 中和反应的实质是 H+ + OH- = H2O Arrhenius
● 水溶液中电解质(electrolyte )是部分电离的：
已电离的溶质粒子数
电离度：= ——————————100%
原有的溶精选质课件粒子数
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电离说的局限：
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酸碱的概念在不断地发展。石蕊变色说 Arrhenius的“ 电离说” Bronsted-lowry酸碱理论（酸碱质子理论）
Lewis酸碱理论（酸碱电子论）。
1887年Arrhenius提出“电离说” (Arrhenius acid-base
concept)
● 酸指在水中电离出的阳离子全部为H+ 的物质：H2SO4 = HSO4- + H+
8.1.1 定义 8.1.2 共轭酸碱对 8.1.3 酸碱的强弱和
电离平衡常数
8.1.4 水的自耦合 电离平衡
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
8.1.5 酸碱反应的类型
布朗斯特
8.1.6 溶剂的效应
(BrØnsted J N, 1879-1947) 丹麦物理化学家。因其酸、碱质
子理论而著名于世.
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8.1.1 定义(definition)
1）无法解释Na2CO3，Na3PO4 呈碱性；NH4Cl显酸性的 事实；
2）无法解释非水溶液中的酸碱行为 液氨中： NH4+ + NH2- = 2 NH3
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8.1 布朗斯特-劳莱酸碱理论 (酸碱质子理论)
the BrØnsted-lowry acid-base model （1923年）
1923年由丹麦BrØnsted J N和英国Lowry TM提出：
酸：凡能给出质子的分子或离子，即质子给予体 (proton donor)
碱：凡能接受质子的分子或离子，即质子接受体 (proton acceptor)
酸碱反应是指质子由质子给予体向质 子接受体的 转移过程
由于该定义不涉及发生质子转移的环境，故而 在气相和任何溶剂中均通用。
HCO3- + H+ → H2CO3
HCO3- → CO32- + H+
H2PO4- + H+ → H3PO4 H2PO4- → HPO42- + H+
HS- + H+ →H2S
HS- →S2- + H+
水 也
H2O + NH3 →OH- + NH4+
是
两
H2S + H2O →H3O+ + HS-
性
Kay{cB-
/cy}{cH3O /cy} {cHB/cy}
lgKay2G .3y(02R39TK8)
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酸电离平衡常数
▲
K
y a
值越大，酸性越强。
K
y a
大于１时的酸为强酸，
K
y a
小于１的酸为弱酸。
▲
K
y a
的值可跨越24个数量级，常用
p
K
y a
代替：
pKaylgKay
▲ 对二元和三元酸（如H2S和H3PO4）而言，还有 第二步和第三步质子转移反应的相应常数，
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碱：凡能接受质子的分子或离子，即质子接受体 (proton acceptor)
OH、Ac、 NH3、 HSO3、 CO32等都能接受质 子，都是碱：
HO- + H+ → H2O
Ac- + H+ → HAc
NH3+ H+ →NH4+ HSO3- + H+ → H2SO3
CO32- + H+ → HCO3-
第 8 章 酸碱平衡
Chapter 8 Equilibrium of Acid and Base
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本章教学内容
8.1 酸碱质子理论
Proton Theory of Acid and Base
8.2 路易斯酸碱理论
Lewis acid-base theory
8.3 弱酸弱碱电离平衡
Ionization Equilibrium of Weak Acid and Base