文档介绍：5 酸碱反应(1)
一、酸碱的解离理论
阿仑尼乌斯解离理论的基本要点:
:在水中能解离出的阳离子全部都是H+离子的化合物叫做酸;能解离出的阴离子全部都是OH-离子的化合物叫做碱;
:实质上就是H+和OH-化合生成H2O的反应,即中和反应;
:强度由其在水溶液中的解离度决定,分为强、中强、弱三类。
酸碱电离理论从物质的组成上揭示了酸碱的本质,提高了人们对酸碱的认识,并且应用化学平衡原理,定量地描述了溶液的酸碱性,对化学学科的发展起了重大的作用,至今仍然普遍应用。
经典的酸碱理论具有局限性:
不能解释下列现象:
(1)把酸碱的概念局限在水溶液中,无法解释非水溶液中的酸碱反应。有的反应在非水介质中进行,并不电离,但表现出酸碱性(这种中和反应中并不存在H+和OH-的结合);
(2)把碱限制为氢氧化物。氨水呈碱性,但实际存在为NH3·H2O,而不是NH4OH;
(3)酸碱理论认为酸和碱是绝对不同的物质,而实际上存在有两性物质,如:Zn(OH)2;
在酸性溶液中碱式电离:Zn(OH)2 = Zn2+ + 2OH-
在碱性溶液中酸式电离:Zn(OH)2 + 2H2O= 2H+ + Zn(OH)42-
二、酸碱质子理论
1、质子论酸碱的定义
酸:任何能释放出质子(H+)的物质(包括分子和离子);称为质子酸。
碱:任何能接受质子的物质(包括分子和离子);称为质子碱。
即酸是质子给体,碱是质子受体。
HA = H+ + A-
酸= H+ + 碱
如:
HCl = H+ + Cl-
HAc = H+ + Ac-
H2CO3 = H+ + HCO3-
HCO3- = H+ + CO32-
H2O = H+ + OH-
H3O+ = H+ + H2O
NH4+ = H+ + NH3
[Cu(H2O)4]2+ = H+ + [Cu(H2O)3(OH)]+
酸和碱既可以是中性分子,也可以是带电离子。有些物质如HS-、HPO42-、H2O等,在一定条件下,既有给出质子的能力又有结合质子的能力,称它们为两性物质。
2、酸碱共轭关系
HA
=H+ +
A-
共轭酸
共轭碱
上述反应式称为酸碱半反应。从酸碱半反应方程式中可以看出,酸给出质子以后,余下的部分肯定有结合质子的能力,所以余下的部分一定是碱;而碱结合质子以后又会变成相应的酸。酸与碱的这种相互依存、相互转化的关系称为酸碱的共轭关系,彼此称为共轭酸、共轭碱。
酸与对应的碱称为共轭酸碱对,HA-A-相互依存,同时存在。
(1)酸比它的共轭碱多一个质子;
(2)共轭酸的酸性越强,给出质子的能力也越强,则其共轭碱接受质子的能力就弱,碱性也就越弱;反之亦然。
3、酸碱反应的实质和反应方向
上述共轭酸碱对的半反应,只表明了共轭酸和共轭碱之间的相互转化关系。这种半反应不能独立存在,即酸不可能自动地给出质子,碱也不可能无中生有地结合质子。也就是说,酸必须在另一种碱存在的条件下才能给出质子而表现出它的酸性,同样,碱也只有在另一种酸存在的条件下,才能结合质子而表现出它的碱性,例如:
(1) HNO3 + H2O → H3O+ + NO3-
酸(1) 碱(2) 酸(2) 碱(1)