文档介绍：第1章酸碱反应
酸碱理论概述
酸碱电离理论 酸碱溶剂理论
酸碱质子理论 酸碱电子理论
软硬酸碱理论
酸碱平衡中有关浓度的计算
溶液的pH
酸度对弱酸溶液中各组分浓度的影响
物料平衡、电荷平衡和质子条件
酸碱溶液pH的计算
缓冲溶液
缓冲溶液的概念及缓冲溶液的重要性
缓冲溶液pH的计算
缓冲容量与缓冲范围
缓冲溶液的种类、选择和配制
酸碱理论概述
酸碱反应是一类没有电子转移的反应,许多化学反应和生物化学反应都属于酸碱反应,有些化学反应必须在酸或碱存在时才能顺利进行,这就是酸碱催化反应。
人类对酸碱的认识过程:
A. 从物质表现出来的性质区分:认为具有酸味、能使石蕊变红的物质是酸;而碱则具有涩味、滑腻感,使红色石蕊变蓝,并能与酸反应生成盐和水。
C. 酸碱理论的提出
:酸碱电离理论;
:酸碱溶剂理论
:酸碱质子理论
:酸碱电子理论(广义酸碱理论)
:软硬酸碱理论
B. 从酸的组成定义酸
1787年法国化学家提出氧是酸的组成部分
1811年英国化学家提出氢是酸的组成部分
1884年,瑞典化学家Arrhenius提出酸碱的电离理论( Arrhenius1903年获得诺贝尔奖)
立论点:水溶液中的电离(离解)
理论要点:电解质在水溶液中电离生成正、负离子,酸是在水溶液中经电离只生成H+一种正离子的物质,碱是在水溶液中经电离只生成OH-一种负离子的物质。能电离出H+是酸的特征,能电离出OH-是碱的特征,酸碱反应为中和反应,其实质是H+和OH-相互作用生成H2O.
酸碱电离理论
该理论将电解质分为三类:酸、碱和盐.
Arrhenius根据各种溶液导电性的不同,还提出了强弱酸碱和电离度等概念
优点:首次对酸碱赋予了科学的定义,对化学科学与实践的发展起了不可磨灭的重大作用,至今仍被广泛采用。
局限:把酸和碱及其间的反应只限于水溶液,又认为碱必须具有OH-;氢离子(质子)在水中是无法独立存在的,氨水的碱性并不是由于NH4OH的存在所引起的;也无法说明氨与氯化氢在气相或苯溶液中也能发生像水溶液中的反应,生成氯化铵。
酸碱溶剂理论
理论要点:凡能离解而产生溶剂正离子的物质是酸;凡能离解而产生溶剂负离子的物质是碱;酸碱反应是正离子与负离子化合而形成溶剂分子的反应。
溶剂阳离子阴离子
2H2O H3O+ + OH-
2NH3 NH4+ + NH2-
2H2SO4 H3SO4+ + HSO4-
3HF H2F+ + HF2-
2BrF3 BrF2+ + BrF4-
酸碱质子理论
1. 基本概念
酸:凡能给出质子的物质都是酸。
碱:凡能接受质子的物质都是碱。
酸和碱可以是分子或离子。如HCl、NH4+、HSO4-是酸;Cl-、NH3、HSO4-是碱。
如:HCl H+ + Cl-
酸质子+ 碱
依赖获得或给出质子而互相依存的酸碱对叫做共轭酸碱对,这里Cl-离子是HCl的共轭碱,而HCl是Cl-离子的共轭酸。即
HA H+ + A- 共轭酸共轭碱
共轭酸碱对的质子得失反应称为酸碱半反应,酸碱反应的实质是质子的转移,酸碱反应是两个共轭酸碱对共同作用的结果。
H2O + H2O H3O+ + OH-
水分子之间存在着质子的传递作用,这叫质子的自递作用,反应的平衡常数称为水的质子自递常数:
由于H3O+通常简写为H+,上式简写为:
这就是水的离子积,25℃×10-14,即Kw = ×10-14,pKw = 14
质子理论不仅适用于水溶液,还适用于气相和非水溶液中的酸碱反应,并消除了盐的概念。
2. 酸碱的相对强弱
在水溶液中,酸的强度决定于它将质子给予水分子的能力,碱的强度决定于它从水分子中夺取质子的能力,用质子转移反应的平衡常数的大小表示。
平衡常数越大,酸碱的强度也越大。酸的平衡常数为Ka,称为酸的离解常数或酸度常数;碱的平衡常数为Kb,称为碱的离解常数或碱度常数。
Ka越大,这种酸的酸性越强,Kb越大,这种碱的碱性越强。一种酸的酸性越强,Ka值越大,则其相应的共轭碱的碱性越弱,Kb值越小,反之亦然。
注意:多元弱酸的各级离解常数的概念。
3. 共轭酸碱对的Ka和Kb的关系