文档介绍：第五章酸碱平衡
与沉淀溶解平衡
一、酸碱质子理论Bronsted & Lowry Definition
酸碱的定义: 阿伦尼乌斯的电离理论,能离解出H+和OH-的物质。局限:狭隘,不能解释所有物质,如NH4Cl水溶液呈酸性。
(1)酸:凡能给出质子(H+)的物质.
(2)碱:凡能接受质子(H+)的物质.
第一节酸和碱
HCl H+ Cl–
HAc H + Ac–
H2CO3 H+ HCO3–
HCO3– H+ CO32–
NH4+ H+ NH3
H3O+ H+ H2O
H2O H+ OH–
[Al(H2O)6]3+ H+ [Al(H2O)5OH]2+
分子, 分子,
阴、阳离子阴、阳离子
酸碱半反应
注:
如H2O,HCO3–既是酸又是碱,两性物质。
盐也有酸碱性,如Na2CO3,NH4Cl等。
红-蓝互为共轭酸碱对
Acids protons + Bases
二、酸碱反应的实质
醋酸溶液中:
酸碱半反应1:HAc H+ + Ac–
酸碱半反应2:H+ + H2O H3O+
酸1 碱1
碱2 酸2
总反应:HAc + H2O H3O++ Ac–
酸1 碱2 酸2 碱1
H+
实质:两对共轭酸碱对之间的质子(H+)传递反应。
反应介质:水,非水溶剂或气相。
共轭酸碱对——强酸弱碱,弱酸强碱
酸碱质子理论的优点
与电离理论相比,扩大了酸和碱的范围。如NH4Cl与NaAc,在电离理论中认为是盐,而质子理论认为NH4Cl中的NH4+是酸, NaAc中的Ac-是碱。
酸碱反应是质子传递过程,符合这种要求的反应都
可划归为酸碱反应,从而扩大了酸碱反应的范围。
建立了酸碱强度和质子传递反应的辨证关系,把酸或碱的性质和溶剂的性质联系起来。如在HAc水中是弱酸,而在液氨中却是强酸;HNO3在水中是强酸,而在冰醋酸中却是弱酸。
三、酸碱质子传递平衡和平衡常数
酸(HA)与碱(B-)的质子传递反应,生成A-和HB,达到平衡后反应物和产物的浓度都不变,则有:
这是HA与B-的质子传递平衡。
达到平衡时,产物浓度的乘积与反应物浓度的乘积之比则为其酸碱质子传递平衡常数K ,即
在一定温度下,其值一定。K值愈大,表示质子从HA中转移给B-的能力愈强。
HA + B- A- + HB
解离平衡常数K
通式:BA = B++A–
酸acid----Ka
碱base----Kb
注意:K只与物质的本性和温度T有关,与浓度无关。
Ka越大,pKa就越小,酸性越强;
Kb越大,pKb就越小,碱性越强;
参考p72 表5-2
pH值:
25℃时,pH +pOH = 14; pH < 7 酸性
= 7 中性
> 7 碱性
体液
pH
体液
pH
血清
成人胃液
婴儿胃液
唾液
~
~
~
大肠液
乳汁
泪水
尿液
~
~
~
~
H2O H+ + OH–
+ H+ + H2O H3O+
H2O + H2O OH–+ H3O+
[H2O]可看成常数:
离子积Kw = [H3O+][OH–] = [H+][OH–], Kw与T有关。
25℃纯水,Kw=1×10-14
(1)离子积
[H+] = [OH–] =
第二节酸碱平衡
一、水的质子自递平衡
共轭酸碱的Ka、Kb与Kw的关系
HB + H2O H3O++ B–
B–+ H2O OH—+ HB
H2O + H2O OH–+ H3O+
Kw = [H3O+][OH–]
∴Kw = ,即固定温度下,Ka与Kb成反比。
① HB的解离:
② B–离子的水解:
③水的解离:
HB在水溶液中达到平衡时,离子的浓度只有一个。