第八章酸碱的解离

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1、第八章第八章 酸碱解离平衡酸碱解离平衡Chapter 8 Equilibrium of Acid and Base酸碱理论主要有：酸碱理论主要有： 1、十八世纪拉瓦锡的、十八世纪拉瓦锡的“氧酸氧酸” 说和戴维、李必希的说和戴维、李必希的“氢酸氢酸”说。说。2、 阿累尼乌斯（阿累尼乌斯（Arrhenius 1887）的酸碱电离理论。）的酸碱电离理论。3、富兰克林（、富兰克林（1905）的酸碱溶剂理论）的酸碱溶剂理论4、布朗斯特德、布朗斯特德劳瑞（劳瑞（BronstedLowry 1923）的酸碱质子理论）的酸碱质子理论5、 路易斯（路易斯（Lewis 1923）的酸碱电子理论）的酸碱电子理论6、

2、皮尔逊（、皮尔逊（1963）的硬软酸碱理论）的硬软酸碱理论7、离子移变理论、离子移变理论8.1 酸碱的质子理论酸碱的质子理论Proton Theory of Acid and Base(一一) 定义定义 : Acid 给出质子的物质给出质子的物质 proton donor Base 接受接受质子的物质质子的物质 proton acceptor HCl Cl- H+ NH4+ NH3 H+ HCO32- CO32- H+ 两性电解质两性电解质既能给出质子，又能接受质子的分子或既能给出质子，又能接受质子的分子或离子，称为离子，称为“两性电解质两性电解质”（ampholyte）简称）简称“两性两性物

3、物”。 酸碱举例酸碱举例酸酸 分子分子 HCl, H2SO4, H3PO4, H2O, NH3 离子离子 NH4+, HSO4-, H2PO4-, HPO42-碱碱 分子分子 H2O, NH3 离子离子 OH-, HSO4-, H2PO4-, HPO42-两性物两性物 分子分子 H2O, NH3 离子离子 HSO4-, H2PO4-, HPO42- NH3 + H+ = NH4+ NH3 (l) = NH2-(l) + H+ (l)（二）酸碱共轭关系 碱碱酸酸 HOHHOHOHHOHNHHNHClHHCl23234 酸强度酸强度，其共轭碱，其共轭碱（conjugate baseconjugat

4、e base）强度）强度。 AcHHAcAcOHOHHAc32)(3HAcAcOHHAcKaOHHAcOHAc2)()(33HAcKaKwOHOHAcOHHAcAcOHHAcAcKb共轭酸碱对共轭酸碱对awbKKK bawKKK 显然：显然：K Ka a,则则K Kb b； K Ka a,K Kb b（三）酸碱反应的实质（三）酸碱反应的实质质子传递质子传递 212143酸酸碱碱碱碱酸酸 NHClNHHCl 根据根据”酸碱质子理论酸碱质子理论”，”阿仑尼乌斯电离学说阿仑尼乌斯电离学说”的的酸酸碱电离碱电离, ,酸碱中和酸碱中和, ,盐的水解盐的水解, ,都可以归结为都可以归结为”质子传递质子传递

5、反反应应”. . H+ HAc + H2O = H3O+ + Ac- H3O+ + OH- = H2O + H2O Ac- + H2O = HAc + OH- NH4+ + 2H2O = NH3H2O + H3O+ 酸酸1 1 碱碱2 2 碱碱1 1 酸酸2 2 （四（四) )酸碱的强弱酸碱的强弱1、同一溶剂中，酸碱的强弱由其本质决定、同一溶剂中，酸碱的强弱由其本质决定2 、溶剂的性质。、溶剂的性质。如如HAc在水溶液中是一弱酸，但在液氨中则是一个较强的酸。在水溶液中是一弱酸，但在液氨中则是一个较强的酸。1)拉平效应和区分效应拉平效应和区分效应已知已知HCl，HClO4，HNO3等强酸在水中几

6、乎等强酸在水中几乎100电电离，必然得出相同浓度的强酸酸度相等的结论，可离，必然得出相同浓度的强酸酸度相等的结论，可表示为表示为 HAH2O H3O+ + A- 我们把能我们把能将不同强度的酸拉平到将不同强度的酸拉平到同一水平同一水平的作用的作用拉平效应；具有拉平效应能力的溶剂拉平效应；具有拉平效应能力的溶剂拉平溶剂拉平溶剂 在醋酸中表现出的强度不同，酸强度顺序为在醋酸中表现出的强度不同，酸强度顺序为 HClO4 HBr H2SO4 HCl 电离常数之比电离常数之比 KHClO4 : KHBr : KH2SO4 : KHCl 400 : 160 : 30 : 9 我们把能将酸的强弱进行区分的作

7、用我们把能将酸的强弱进行区分的作用区分效应。具有区区分效应。具有区分效应能力的溶剂分效应能力的溶剂区分性溶剂。区分性溶剂。溶剂溶剂 强酸强酸 强碱强碱 弱酸弱酸 弱碱弱碱 HClO4,HCl；NaOH,KOH； HClO,HCN；NH3,N2H4,NH2OH H2O 拉平拉平 拉平拉平 区分区分 区分区分 HAc 区分区分 拉平拉平 NH3 区分区分 拉平拉平2)影响拉平效应和区分效应的因素影响拉平效应和区分效应的因素 (1) 凡是酸性比水强的溶剂（如凡是酸性比水强的溶剂（如HAc），能区分在水中被），能区分在水中被拉平的强酸（拉平的强酸（HClO4，HCl等），但却使水中可区分的弱碱等），但

8、却使水中可区分的弱碱（NH3 N2H4 NH2OH）被拉平）被拉平 (2) 凡是碱性比水强的溶剂（如凡是碱性比水强的溶剂（如NH3），能区分在水中被），能区分在水中被拉平的强碱（拉平的强碱（KOH，NaOH等），但却使水中可区分的弱酸等），但却使水中可区分的弱酸（HClO HCN等）被拉平等）被拉平 故，溶质和溶剂的相对酸碱性对区分效应和拉平效应均有影响故，溶质和溶剂的相对酸碱性对区分效应和拉平效应均有影响（五）酸碱质子理论的优点和局限性（五）酸碱质子理论的优点和局限性1 1、优点：、优点：（1）扩大了酸、碱范围，不局限于水溶液体系）扩大了酸、碱范围，不局限于水溶液体系 （2）把阿仑尼鸟斯理论

9、中的电离、中和、盐的水解统一为）把阿仑尼鸟斯理论中的电离、中和、盐的水解统一为“质子传递反应质子传递反应”。 2、局限性局限性仍局限于有仍局限于有H+的体系，无的体系，无H体系不适用，体系不适用， 例如：例如：BF3, AlF63-, Fe(CN)63-, Ni(CO)4 8-2弱酸弱碱的解离平衡弱酸弱碱的解离平衡8-2-1一元弱酸弱碱的解离平衡一元弱酸弱碱的解离平衡一、酸常数碱常数一、酸常数碱常数HAc + H2O = H3O+ + Ac- 可简为：可简为： HAc = H+ + Ac- HAcAcHKi base）bKacidaKKbai()(碱碱常常数数酸酸常常数数注意：酸常数碱常数是平

10、衡常数的一种形式，与注意：酸常数碱常数是平衡常数的一种形式，与T有关，与有关，与C无关；无关；酸常数碱常数反映出一定条件的酸碱强度的大小酸常数碱常数反映出一定条件的酸碱强度的大小Ka 10 -2 强酸强酸 Kb 10 -2 强碱强碱 =10 -2 - 10 -5 中中强酸强酸 = 10 -2 - 10 -5 中强碱中强碱 10 -5 弱酸弱酸 10 -5 弱碱弱碱 电离常数可以通过实验测定，亦可通过热力学数据计算。电离常数可以通过实验测定，亦可通过热力学数据计算。 rG = - RT ln Ka二二 电离度（电离度（ ）定义：即电离平衡时电解质已电离部分占总量的百分比。定义：即电离平衡时电解质

11、已电离部分占总量的百分比。 已电离的溶质的物质的量已电离的溶质的物质的量 100 原有溶质总物质的量原有溶质总物质的量%100 电解质总浓度电解质总浓度电解质已电离的浓度电解质已电离的浓度 2.电离度与电离平衡常数的关系电离度与电离平衡常数的关系 电离常数是平衡常数的一种形式，与电离常数是平衡常数的一种形式，与T有关，与有关，与C无关；无关； 电离度是转化率的一种形式，与电离度是转化率的一种形式，与T、C、溶剂都有关；、溶剂都有关； 电离常数与电离度有如下定量关系电离常数与电离度有如下定量关系 HA A- H Initial: c 0 0Equilibrium: c(1-) c c (c)2