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质子理论定义:凡是能给出质子的物质是酸,
能接受质子的物质是碱。
酸(HB) 质子 ( H +) + 碱( B-)
一、酸碱质子理论
酸给出质子后,转化成它的共轭碱;碱接受质子后,转化成它的共轭酸。因此,因一个质子的得失而互相转变的每一对酸碱,称为共轭酸碱对。
例如:
H3O+ H+ + H2O
H2CO3 H+ +
H2O H+ + OH-
H+ + NH3
可见酸碱可以是阳离子、阴离子、也可以是中性分子,酸总是比其共轭碱多一个质子。但上述质子得失反应只是一个酸碱半反应,只有两个酸碱半反应相结合,才成为酸碱反应。
2.酸碱平衡与平衡常数
酸碱的强弱取决于物质给出质子或接受质子能力的强弱。在共轭酸碱对中,如果酸越易于给出质子,则酸性越强,其共轭碱的碱性就越弱。常用酸碱的离解常数Ka和Kb的大小,定量地说明酸碱的强弱程度.
酸碱反应类型及平衡常数 a. 一元弱酸碱的离解反应
HA + H2O A — + H3O+
A — + H2O HA + OH —
b. 水的质子自递反应:
H2O + H2O H3O+ + OH- (25°C)
共轭酸碱对(HA-A-)的Ka与Kb的关系为 :
共轭酸碱对的Ka和Kb有下列关系:
Ka·Kb= Kw = 10-14 (25℃)
或 pKa+ pKb = pKw = 14
对于多元酸或多元碱,要注意Ka和Kb的对应关系,如三元酸有三级离解常数,其Ka和Kb的关系如下:
Ka1·Kb3 = Ka2·Kb2 = Ka3·Kb1 = Kw
例HA + H2O H3O+ + A- Ka = [H +][A-] / [HA]
A- +H2O HA +OH-
Kb =[HA][OH-] / [A-]
活度与浓度
Debye-Hückel公式:
。
。
1. I 一定,电荷数多, 小;
2. 电荷数一定,I 大, 小
3. 0 ~ , ~
I / mol·L-1
gi
活度系数 与离子强度 I
的近似关系曲线
二、分布系数和分布曲线
不同pH值溶液中酸碱存在形式的分布:
当共轭酸碱对处于平衡状态时,溶液中存在着H+ 和不同的酸碱形式。这时它们的浓度称为平衡浓度,各种存在形式平衡浓度之和称为总浓度或分析浓度。
1、定义(分布系数):
平衡时溶液中某物种的浓度占总浓度的分数。 用δ表示:δi = [ci] / c
当溶液的pH值发生变化时,平衡随之移动,以致酸碱存在形式的分布情况也发生变化。分布系数δ与溶液pH值间的关系曲线称为分布曲线。
不同pH值溶液中酸碱存在形式的分布——分布曲线