第七章酸碱平衡和酸碱滴定法 Chapter 7 Acid-Base Equilibria and acid-Base Titrations
第七章 酸碱平衡和 酸碱滴定法 Chapter 7 Acid-Base Equilibria and Acid-Base Titrations
§1.酸碱反应的平衡常数 解离常数 从不同的视角研究酸碱平衡,给 出的酸碱定义也不同。目前,得到认可 的定义约有十余种。例如,电离理论, 溶剂理论,质子理论和电子理论等,每 种理论都各有优缺点和适用范围。 ■§1.1.酸碱电离理论 酸(acd):能解离出H+的物质。 ■碱(凸base):能解离出OH的物质
§ 1. 酸碱反应的平衡常数 ——解离常数 ◼ 从不同的视角研究酸碱平衡，给 出的酸碱定义也不同。目前，得到认可 的定义约有十余种。例如，电离理论， 溶剂理论，质子理论和电子理论等，每 种理论都各有优缺点和适用范围。 ◼ § 1.1. 酸碱电离理论 ◼ 酸(acid)：能解离出H＋的物质。 ◼ 碱(base)：能解离出OH－的物质
§12酸碱质子理论(BrΦ stead酸碱理论) (Brostead theory of acid-base) 酸(acid):溶液中凡能给出质子的物质 ■碱(base):溶液中凡能接受质子的物质。 在分析化学中广泛采用的是布朗斯台德( BrΦ stead)的酸碱质子理论,这是因为该理 论对酸碱强弱的量化程度最高,便于定量计 算,它的缺点是不适合于无质子存在的酸碱 体系。 HA+ H2o A H3O 酸 共轭碱水合氢离子 acid conjugate base hydronium ion
§1.2. 酸碱质子理论(BrΦstead酸碱理论) (BrΦstead theory of acid-base) ◼ 酸(acid)：溶液中凡能给出质子的物质。 ◼ 碱(base)：溶液中凡能接受质子的物质。 ◼ 在分析化学中广泛采用的是布朗斯台德（ BrΦstead）的酸碱质子理论，这是因为该理 论对酸碱强弱的量化程度最高，便于定量计 算，它的缺点是不适合于无质子存在的酸碱 体系。 ◼ HA + H2O A- + H3O+ ◼ 酸 共轭碱 水合氢离子 ◼ acid conjugate base hydronium ion
酸碱反应的实质 共轭酸诚对( Conjugate acid-base pairs 酸碱半反应:酸给出质子和碱接受质子的反应 醋酸( Acetic acid)在水中的离解 半反应1HAc(酸1)Ac(碱1)+H 半反应2H+H2O(碱2)H3O(酸2) HAc(酸1)+H2O(碱2H3O(酸2)+AC(碱1) 共轭酸碱对( Conjugate pais
酸碱反应的实质 共轭酸碱对(Conjugate acid-base pairs) 酸碱半反应: 酸给出质子和碱接受质子的反应 ✓ 醋酸(Acetic acid)在水中的离解： 半反应1 HAc（酸1） Ac- （碱1） + H+ 半反应2 H+ + H2O（碱2） H3O+（酸2） HAc（酸1） + H2O （碱2） H3O+（酸2）+ Ac- （碱1） 共轭酸碱对(Conjugate pais)
氨在水中的离解: (Dissociation of amine in water) 半反应1NH3(碱1)+HNH4(酸1) 半反应2H2O(酸2) OH(碱2)+H NH3(碱1)+H2O(酸2) OH(碱2)+NH4(酸1) 共轭酸碱对
半反应1 NH3（碱1）+ H+ NH4 +（酸1） 半反应2 H2O（酸2） OH-（碱2）+ H+ NH3（碱1） + H2O （酸2） OH- （碱2）+ NH4 + （酸1） 共轭酸碱对 氨在水中的离解： (Dissociation of amine in water)
续 NH4c的水解(相当于NH4弱酸的离解 NH++HO H,O++NH 共轭酸碱对 NaAc的水解(相当于Ac弱碱的离解) Ac +hO OH HAc 共轭酸碱对 醋酸与氨在水溶液中的中和反应 HAc +Nhae Nht +Ac 共轭酸减对
续 ✓ NH4Cl的水解 (相当于NH4 +弱酸的离解) ✓ NaAc的水解（相当于Ac－弱碱的离解） NH4 + + H2O H3O+ + NH3 Ac- + H2O OH- + HAc 共轭酸碱对 共轭酸碱对 ✓ 醋酸与氨在水溶液中的中和反应 HAc + NH3 NH4 + + Ac- 共轭酸碱对
结论(conc|uson)! 酸碱半反应不可能单独发生 酸碱反应是两对共轭酸碱对共同作用的结果 酸碱反应的实质是质子的转移 质子的转移是通过溶剂合质子来实现的 解离常数( Dissociation constant HAe H++ ac Ka(HAc) (Ac)/c c(H)/C 1.8×10 c(HAc)/c°
➢ 酸碱半反应不可能单独发生 ➢ 酸碱反应是两对共轭酸碱对共同作用的结果 ➢ 酸碱反应的实质是质子的转移 ➢ 质子的转移是通过溶剂合质子来实现的 结论(conclusion)! 解离常数(Dissociation constant) HAc H+ + Ac- θ θ θ 5 a θ c(Ac ) c c(H ) c K (HAc) 1.8 10 c(HAc) c − + − = =
§1.3.水溶液的酸碱平衡与平衡常数 元弱酸(HA)在水溶液中的离解反应及 标准平衡常数为 I HA H2O=H3o++ A HA=H+A(简写) Ka(ha) [e(A)。ery。] C(HA)c
§ 1.3. 水溶液的酸碱平衡与平衡常数 一元弱酸（HA）在水溶液中的离解反应及 标准平衡常数为: HA + H2O = H3O+ + AHA = H+ + A- (简写) θ θ θ a θ c(A ) c c(H ) c K (HA) c(HA) c − + =
同理,一元弱碱在水中的离解反应及离解常数为 ,A+Ho=oH-+HA c(HA)e"]×c(OH)e" (A) 水的质子自递反应及标准解离常数为: ho+HO=HO++OH C(H ClOH (25℃) 0 × 就共轭酸碱对HA-A 来说,若酸HA的酸性很 0 强,其共轭碱A的碱性必 K×K HA 8=K0 弱。共轭酸碱对KA和KA 之间的关系如下:
同理，一元弱碱在水中的离解反应及离解常数为 : A- + H2O = OH- + HA ( ) ( ) ( ) b [c HA /c ] [c OH /c ] K c A /c − − = 水的质子自递反应及标准解离常数为: H2O + H2O = H3O+ + OH- ( ) ( ) （25℃） w c H c OH K c c + − = HA - A w K K =K 就共轭酸碱对HA－A- 来说，若酸HA的酸性很 强，其共轭碱A-的碱性必 弱。共轭酸碱对 KHA和KA- 之间的关系如下：
二元弱酸(H2A e K×K K e 0 ×K=K a a 三元弱酸(H3A 0 K×K 0 0 K。×K =K×K K 0 a
二元弱酸(H2A): 三元弱酸(H3A): 1 3 2 2 3 1 a b a b a b w K K K K K K K = = = 1 2 2 1 K K K K K a b a b w = =