第五章酸碱平衡 §5.1 酸碱理论 §5.2 水的质子自递平衡 §5.3 弱酸弱碱电离平斯 §5.4 缓冲溶液
第五章 酸碱平衡 § 5.1 酸碱理论 § 5.2 水的质子自递平衡 § 5.3 弱酸弱碱电离平衡 § 5.4 缓冲溶液
§5.1 酸碱理论 大量的化学变化都属于酸碱反应，掌握酸碱反 应的本质和规律，研究酸碱理论，是化学研究的重 要内容。 人们很早就发现并使用了酸和碱，硫酸、盐酸、 硝酸等强酸是炼金术家在公元1100-1600年间发现 的，但当时人们并不知道酸碱的组成。 物质表 酸：酸味使蓝色石蕊变红 现出来 的性质 碱：涩味使红色石蕊变蓝
大量的化学变化都属于酸碱反应，掌握酸碱反 应的本质和规律，研究酸碱理论，是化学研究的重 要内容。 人们很早就发现并使用了酸和碱，硫酸、盐酸、 硝酸等强酸是炼金术家在公元1100-1600年间发现 的，但当时人们并不知道酸碱的组成。 §5.1 酸碱理论 物质表 现出来 的性质 酸： 酸味 使蓝色石蕊变红 碱： 涩味 使红色石蕊变蓝
1887年瑞典科学家阿仑尼乌斯提出的酸碱电离理论： 凡是在水溶液中能够电窝产生H的物质为酸； 能电离产生OH的物质为碱。 从物质的化学组成上揭示了酸碱的本质，H是 酸的特征；O什是碱的特征。中和反应的实质为： H++OH- H2O 化合生成水 局限性：1、无法解释不含OH的物质也显碱性的问题。 2、无法解释物质在非水溶剂（如乙醇、苯、液氨）中 的酸碱性问题
1887年瑞典科学家阿仑尼乌斯提出的酸碱电离理论： 凡是在水溶液中能够电离产生H+的物质为酸； 能电离产生OH-的物质为碱。 局限性: 1、无法解释不含OH-的物质也显碱性的问题。 从物质的化学组成上揭示了酸碱的本质，H+是 酸的特征；OH-是碱的特征。中和反应的实质为： H++OH- H2O 化合生成水 2、无法解释物质在非水溶剂（如乙醇、苯、液氨）中 的酸碱性问题
一、酸碱质子理论(proton theory of acid and base) (一)定义(1923年丹麦布朗斯台德和英国洛里) 凡是给出质子的物质都是酸(acid); 酸碱质子理论 如HCI、HAc、NH4、HO等 凡是接受质子的物质都是碱 (base) 如CI、Ac-、NH3,OH等 酸碱之间的共轭关系：酸和碱不是孤立的，酸给 出质子余下的部分就是碱，碱接受质子后又变为酸。 “有酸才有碱，有碱才有酸，酸中有碱，碱可变酸
一、酸碱质子理论（proton theory of acid and base） （一）定义（1923年丹麦 布朗斯台德和英国 洛里） 凡是给出质子的物质都是酸（acid）； 如HCl 、 HAc、 NH4 + 、 H2O 等 凡是接受质子的物质都是碱（base） 如Cl -、Ac -、 NH3、 OH- 等 酸碱之间的共轭关系：酸和碱不是孤立的，酸给 出质子余下的部分就是碱，碱接受质子后又变为酸。 “有酸才有碱，有碱才有酸，酸中有碱，碱可变酸” 。 酸碱质子理论
酸 质子 碱 HCI H CI 拿 HAc 三 H + Ac- 左边全是酸 H,CO: 阴离子{HCO H HCO; 阴离子 夕 C032 阳 NH → H NH3 右边全是碱 十 H.O H 分子 十 H,0 H2O H OH 阳 [AI (H2O)6]3+H+ [AI (H20)50H2+ 离子 共轭酸碱对
[Al（H2O）6 ] 3+ H+ + [Al（H2O)5OH]2+ 酸 质子 + 碱 HCl H+ + Cl - HAc H+ + Ac - H2CO3 H+ + HCO3 - HCO3 - H+ + CO3 2- NH4 + H+ + NH3 H3O+ H+ + H2O H2O H+ + OH- 分 子 阳 离 子 阴离子 左 边 全 是 酸 阴 离 子 分 子 阳 离 子 右 边 全 是 碱 共轭酸碱对
质子酸碱的特点： (1)酸碱的范围扩大了，可以是分子，也可以是离子。 (2)两性物质：既是酸又是碱，如HCO3、 HO。 在一定条件下可以接受质子，在另一种条件下又 可以提供质子的物质。如： H0≥Ht+HO 酸 H20+Ht≥ HO 碱 (3) 酸碱质子理论中没有盐的概念。 如：NH4CI中NH4+是酸，CI是碱。 (4)酸越强，它的共轭碱越弱；酸越弱，它的共轭碱越强
（3）酸碱质子理论中没有盐的概念。 质子酸碱的特点： （1）酸碱的范围扩大了,可以是分子,也可以是离子。 （2）两性物质:既是酸又是碱,如 HCO3 -、 H2O 。 （4）酸越强，它的共轭碱越弱；酸越弱，它的共轭碱越强。 在一定条件下可以接受质子，在另一种条件下又 可以提供质子的物质。如： H2O H+ + HO- 酸 H2O + H+ H3O+ 碱 如：NH4Cl中NH4 +是酸，Cl-是碱
酸碱反应的实质： 就是共轭酸碱对之间的质子传递过程。 H中 通式： A+ B2A2+B1 H20+H0→ H,0*+0H- (水的电离) HC1+H20→H0+C1-(酸的电离) H0+NH→NH4+OH~(碱的电离) HAc+OH、→H,0+Ac (中和反应) NH4+H20≥H0*+NHL3 (盐类水解) 酸1碱2。酸2 碱1
酸碱反应的实质： 就是共轭酸碱对之间的质子传递过程。 通式： A1 + B2 A2 + B1 H+ H2O + H2O H3O + + OH - （水的电离） HCl + H2O H3O + + Cl - （酸的电离） H2O + NH3 NH4 + + OH - （碱的电离） HAc + OH - H2O + Ac - （中和反应） NH4 + + H2O H3O + + NH3 （盐类水解） 酸1 碱2 酸2 碱1
酸碱反应的方向： 较强酸+较强碱 较弱酸+较弱碱 相互作用的酸和碱越强，反应进行的越完全。如： HC1 NH3 NH C1- 酸性；因HC1 NH4,碱性：NH3 C1,所以反应向右方进行 又如： AC +H2O HAC OH- 酸性：因HAC H0,碱性：OHAC,所以反应偏向左方
酸碱反应的方向： 相互作用的酸和碱越强，反应进行的越完全。如： 酸性；因HCl NH4 + ，碱性：NH3 Cl-，所以反应向右方进行。 酸性：因HAC H2O，碱性：OH- AC-，所以反应偏向左方。 较强酸 + 较强碱 较弱酸 + 较弱碱 HCl + NH3 NH4 + + ClAC- + H2O HAC + OH 又如： -
(二）酸碱的强度 酸碱本身释放质子和接受质子的能力 酸碱强度 溶剂接受质子和释放质子的能力 酸和碱的电离平衡常数 HB+HO→ B+H2O KoHO'B-] 平衡常数表达式中各物质平衡浓 [HB] 度相对于标准态的浓度cc可用B] 代替，无量纲，K简写为K,称 4,G9 为酸度常数 Ig K9=_ 2.303R7 称为酸的标准电离常数 K值越大，酸性越强；值越小，酸性越弱
（二）酸碱的强度 酸和碱的电离平衡常数 HB + H2O B- + H3O+ Kθ a称为酸的 标准电离常数 Kθ a值越大，酸性越强; Kθ a值越小，酸性越弱。 酸碱本身释放质子和接受质子的能力 溶剂接受质子和释放质子的能力 酸碱强度 RT G K r m 2.303 lg θ = − [ ] [ ][ ] 3 HB H O B K a + − = 平衡常数表达式中各物质平衡浓 度相对于标准态的浓度c/cθ可用 [B] 代替，无量纲， Kθ a简写为Ka，称 为酸度常数
如：HAC的K=1.74×105>HCN的K=6.16×1010 >NH4+的K=5.59×1010 其酸性强弱顺序为：HAc>HCN>NH4。 PK=-IgK
如：HAC的 Ka = 1.74×10-5 > HCN的Ka = 6.16×10- 10 >NH4 +的Ka = 5.59×10-10 其酸性强弱顺序为：HAc > HCN > NH4 + 。 PKa = -lgKa