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第八章 酸碱平衡与酸碱滴定法
§8-1 酸碱质子理论
§8-2 影响酸碱平衡的因素
§8-3 酸碱水溶液酸度的计算
§8-4 酸碱指示剂
§8-5 酸碱滴定曲线和指示剂的选择
§8-6 酸碱滴定法的应用
§8-1 酸碱质子理论
一、质子酸碱的概念
二、酸碱反应
三、水溶液中的酸碱反应及其平衡常数
一、质子酸碱的概念
酸碱的定义
酸碱电离理论,1887年提出。
酸:电离出来的阳离子全部是H+的物质。
碱:电离出来的阴离子全部是OH-的物质。
酸碱反应酸+ 碱= 盐+ 水
局限性
只适用于水溶液,不适用于非水溶液,也不适用于无溶剂的体系。
不能解释NH3、NaAc的碱性。
阿累尼乌斯酸碱理论
也称质子酸碱理论,1923年提出。
酸碱的定义
酸:能给出质子(H+)的物质。
例如,强酸,弱酸,NH4+,HCO3-,H2O,Fe(H2O)63+
碱:能接受质子(H+)的物质。
例如,强碱,弱碱,NH3,Ac-,H2O,CO32-,Fe(H2O)5OH2+
两性物质:既能给出质子(H+),又能接受质子(H+)的物质。例如,HCO3-,H2O,Fe(H2O)5OH2+
酸碱的强弱:通过给出或接受质子的难易来体现。
优点
适合于水溶液、非水溶液和无溶剂体系。
酸碱定义的范围较宽,没有了盐的概念。
布朗斯特酸碱理论
共轭酸= H+ + 共轭碱
HAc = H+ + Ac-
H3PO4 = H+ + H2PO4-
H2PO4- = H+ + HPO42-
HPO42- = H+ + PO43-
质子酸碱的共轭关系
共轭酸和其共轭碱存在着相互依存的关系,称为共轭酸碱对。
共轭酸的酸性越强,其共轭碱的碱性越弱;
共轭碱的碱性越强,其共轭酸的酸性越弱。
例如,HCl,HAc,HCN的酸性依次减弱,
Cl-,Ac-,CN-的碱性依次增强。
HCl + H2O = H3O+ + Cl
HAc + H2O = H3O+ + Ac
NH3 + H2O = NH4+ + OH
H2O + H2O = H3O+ + OH-
HCO3- + HCO3- = H2CO3 + CO32-
Ac+ H2O = HAc + OH
H2O + NH3 = NH4+ + OH-
HAc + OH- = H2O + Ac-
二、酸碱反应
离解反应(电离反应)
质子自递反应
水解反应
中和反应
酸碱反应的自发方向:
强酸1+强碱2=弱碱1+弱酸2
三、水溶液中的酸碱反应及其平衡常数
Kw与温度有关,为方便计算,在室温时取近似值。
Kw=*10-14
pKw=-logKw= 14
水的离解平衡——质子自递
H2O+H2O = H3O+ +OH-
平衡常数Kw——质子自递常数
离解平衡离解常数
HAc + H2O = H3O+ + Ac
NH3 + H2O = NH4+ + OH
酸碱的离解常数——能反映出弱酸或弱碱的强弱。
弱酸的离解常数越大,酸性越强。
弱碱的离解常数越大,碱性越强。
附录七一些分子酸碱的离解常数。
酸碱的强弱
与酸碱本身有关
与溶剂有关
例如
在水中,HCl为强酸,HAc为弱酸,NH3为弱碱;
在液氨中, HCl和HAc均为强酸;
在冰醋酸中, NH3为强碱。
酸碱的强弱可用酸碱离解常数的大小来比较。
共轭酸碱对的Ka与Kb的关系
例共轭酸碱对HAc-Ac-同时存在下述平衡
(1)HAc + H2O = H3O+ + Ac-
(2)Ac+ H2O = HAc + OH
平衡常数分别为:
Ka(HAc).Kb(Ac-) = KW