《酸和碱的定义》PPT课件.ppt

第 7章 酸與鹼 7-1 酸和鹼的定義與命名 7-2 水的解離與 pH 值 7-3 酸鹼中和反應 7-4 酸鹼滴定與酸鹼指示劑 總目錄 下一頁 上一頁 7-1 酸和鹼的定義與命名 7-1.1 阿瑞尼斯的酸鹼概念 7-1.2 布忍斯特洛瑞的酸鹼理論 章目錄 下一頁 上一頁 阿瑞尼斯解離說 提出者 1887 年，瑞典的 。 酸 在水溶液中，能解離出 離子 ( ) 的物質為酸。 鹼 在水溶液中，能解離出 離子 ( )的物質為鹼。 阿瑞尼斯 氫 H + 氫氧根 OH 節目錄 下一頁 上一頁 鹽酸 鹽酸在水中會解離出 氫 離子，是一種 酸 。 HCl(aq) H +(aq) + Cl_(aq) 節目錄 HCl HCl HCl HCl HCl HCl H+ Cl_ H+ H+ H+ H+ H+ Cl_ Cl _ Cl_ Cl_ Cl _ 下一頁 上一頁 OH_ OH_ OH_ OH_ OH_ OH_ Na+ Na+ Na+ Na + Na+ Na+ 氫氧化鈉 氫氧化鈉在水中產生 氫氧根 離子，是一 種 鹼 。 NaOH(aq) Na +(aq) + OH_ (aq) 節目錄 NaOH NaOH NaOH NaOH NaOH NaOH 下一頁 上一頁 酸 溶於水中會解離出 ，水溶液可以導電。 水溶液有 味。 水溶液使 石蕊 指示劑呈 色。 多數的稀酸可與活性大的金屬 (鎂鋅等 )反 應生成 。 能中和 性物質 H2 H+ 酸 紅 鹼 節目錄 下一頁 上一頁 鹼 溶於水中會解離出 ，水溶液可以導電。 水溶液有 味 、 感 和 性 。 水溶液使石蕊指示劑呈 色 。 可 溶解 與 。 能中和 性物質 OH- 澀 滑膩 腐蝕 藍 脂肪 油脂 酸 節目錄 下一頁 上一頁 無機酸 -不含氧酸 來源：由氧之外的非金屬元素與 結合 的化合物溶於水 化合物：在常溫常壓下大多為 態氣態， 其命名為 水溶液：溶於水後，其水溶液為酸類， 命名為 氫某酸 某化氫 氣 氫 節目錄 下一頁 上一頁 不含氧酸 分子式 氣態名稱 水溶液名稱 HF HCl HBr HI H2S HCN 氟化氫 氯化氫 溴化氫 碘化氫 硫化氫 氰化氫 氫氟酸 氫氯酸（鹽酸） 氫溴酸 氫碘酸 氫硫酸 氫氰酸 節目錄 下一頁 上一頁 含氧酸 分子式 名稱 分子式 名稱 H2SO4 H2CO3 H22SeO4 HNO3 HClO3 H3PO4 HBrO3 H4SiO4 HIO3 H3BO3 硫酸 硒酸 氯酸 溴酸 碘酸 碳酸 硝酸 磷酸 矽酸 硼酸 命名通常依化合物中氫、氧之外的元素而定 節目錄 下一頁 上一頁 含氧酸的中心原子及其含氧數 含氧酸命名多依中心原 子而定。並依其含氧數 而定 硫的含氧酸中 H2SO4 較 常見，名為硫酸， H2SO3 則命名為亞硫酸 節目錄 下一頁 上一頁 含氧數不同的含氧酸 一元素鍵結的氧數目不同，而形成不只 一種含氧酸 一般將最常見、最為人所知的酸命名為 某酸 含氧數目比某酸多者，其命名為 過某 酸 比某酸少者，命名為 亞某酸 更少者則為 次某酸 節目錄 下一頁 上一頁 含氧數不同的含氧酸 分子式 名稱 氧 分子式 名稱 氧 HClO4 過氯酸 H2SO4 硫酸 HClO3 氯酸 H2SO3 亞硫酸 HClO2 亞氯酸 HNO3 硝酸 HClO 次氯酸 HNO2 亞硝酸 4 3 3 2 4 3 2 1 節目錄 下一頁 上一頁 含氧酸 化學式 名稱 化學式 名稱 NaOH 氫氧化鈉 Ca(OH)2 氫氧化鈣 KOH 氫氧化鉀 Ba(OH)2 氫氧化鋇 Mg(OH)2 氫氧化鎂 Al(OH)2 氫氧化鋁 常見的無機鹼類是金屬的 氫氧化物 及 氨 。 氫氧化物的命名以 氫氧化某 表示。 節目錄 下一頁 上一頁 有機酸、鹼 有機酸： 甲酸（ HCOOH，俗稱蟻酸） 乙酸（ CH3COOH，俗稱醋酸） 乙二酸（ H2C2O4，俗稱草酸）等 有機鹼： 甲胺 (CH3NH2) 苯胺 (C6H5NH2)等 節目錄 下一頁 上一頁 布忍斯特洛瑞的酸鹼理論 提出者： 1923 年，丹麥的 布忍斯特與英國的洛瑞 酸： 提供質子 者，質子予 體 (proton donor)。 鹼： 接受質子 者，質子受 體 (proton acceptor) 節目錄 下一頁 上一頁 布洛酸鹼 水溶液中 HBr(aq) + CH3COO (aq) Br (aq)+ CH3COOH(aq) 非水溶液中 HClO4(l) + H2SO4(l) ClO4 (l) + H3SO4+ (l) 酸 酸 鹼 鹼 節目錄 下一頁 上一頁 共軛酸鹼對 當 酸失去質子 後，將變成可接受質子的 鹼 失去質子前後的兩物質，為一組共軛酸鹼對 鹼得到質子 後，會變為該鹼的共軛 酸 酸 1 + 鹼 2 鹼 1 + 酸 2 共軛酸鹼對 共軛酸鹼對 節目錄 下一頁 上一頁 布忍斯特洛瑞共軛酸鹼對 OHH C O 33 OHCOH 232 酸 鹼 鹼 酸 共軛酸鹼對 共軛酸鹼對 OHNH 4 OHNH 23 鹼 酸 酸 鹼 共軛酸鹼對 共軛酸鹼對 節目錄 下一頁 上一頁 兩性 有些中性物質 (例如水 )在某一反應中為酸， 卻在另一反應中為鹼 OH H2OH 3O+ 一些含有 質子 的 陰 離子 CO32 HCO3 H2CO3 SO42 HSO4 H2SO4 SO32 HSO3 H2SO3 節目錄 下一頁 上一頁 共軛酸鹼對強弱 強酸 的共軛鹼為 弱鹼 ，而 強鹼 的共軛酸 為 弱酸 OHNO 33 OHHNO 23 強酸易失去質子 弱鹼不易得到質子 節目錄 下一頁 上一頁 共軛酸鹼對強弱 HClO4 ClO4 NH3 NH2 強酸易失去質子 弱鹼不易得到質子 弱酸不易失去質子 強鹼易得到質子 節目錄 下一頁 上一頁 氫離子的水合 節目錄 下一頁 上一頁 酸與鹼反應的方向 O C O O HHNO 33 C-C O OHHNO 33 C 酸性 HNO3 CH3COOH ， HNO3 易失質子 鹼性 CH3COO NO3 ， CH3COO 易得質子 反應由 強酸 與 強鹼 向 弱酸 與 弱鹼 方向進行 強酸與強鹼作用，產生弱酸與弱鹼。 強酸 強鹼 弱酸 弱鹼 節目錄 下一頁 上一頁 題 7 1 下列何者為共軛酸鹼對？ (A)H2SO4與 SO42 (B)NH3與 NH2 (C)H2O與 OH (D)CH3COO 與 CH3COOH (E)NH4+ 與 OH 節目錄 解 (B)(C)(D) 兩物質相差一個 H+者，才互為共軛酸鹼對。 (A)H2SO4 與 HSO4 、 HSO4 與 SO42 為共軛酸鹼對， 但 H2SO4與 SO42 不是共軛酸鹼對。 (E)NH4+ 的共軛鹼為 NH3， OH 的共軛酸為 H2O。 下一頁 上一頁 練習 7 1 試分別寫出 HCO3 和 HS 的 (1)共軛酸 (2)共軛鹼 解 (1)H2CO3、 H2S (2)CO32 、 S2 節目錄 下一頁 上一頁 題 7 2 解 由於反應向右方進行，可知左方的酸較右方強， 即酸性強度： HSO4 CH3COOH； CH3COOH H2S 乙甲丙 節目錄 已知下列兩個反應均趨向右方進行： HSO4 (aq)+CH3COO (aq) SO42 (aq)+ CH3COOH(aq) CH3COOH(aq)+ HS (aq) CH3COO (aq)+ H2S(aq) 則相同濃度的 (甲 )CH3COOH、 (乙 )NaHSO4和 (丙 )H2S 水溶液中，所含的 H + 大小順序為何？ 下一頁 上一頁 已知下列各反應的傾向，如反應式右方所述： HCO3 +OH CO32 +H2O （利於向右） NH2 + H2O NH3 + OH （利於向右） H2PO4 + HCO3 H3PO4 +CO32 （利於向左） 則下列物質與 H+ 結合之趨勢，由大至小順序為何？ (A) H2PO4 (B) OH (C) CO32 (D)NH2 練習 7 2 解 (D) (B) (C) (A) 節目錄 下一頁 上一頁 試依據表 7-5，判斷下列酸鹼反應之進行，何 者有利於反應物的存在？ (A)NH3 + H2O (B)CH3COO + H2O (C) H2SO3 + HCO3 (D) H2O + NH2 (E)CH3COO + H2CO3 題 7 3 節目錄 (D)H2O + NH2 OH + NH3 酸性： H2O NH3，故反應有利於產物的生成。 解 (A)(B)(E) (C)H2SO3 + HCO3 HSO3 +H2CO3 酸性： H2SO3 H2CO3，故反應有利於產物的生成。 下一頁 上一頁 試依據表 7-5，判斷下列各水溶液的反應，何者有 利於產物的生成？ (A)CH3COOH(aq)+HS (aq) CH3COO (aq) +H2S(aq) (B)H2O(l)+H2O(l) H3O+ (aq)+OH (aq) (C)NH4+ (aq)+ OH (aq) NH3(aq) + H2O(l) (D)HI(aq) + CN (aq) HCN(aq) + I (aq) (E)H3PO4(aq)+ HPO42 (aq) 2H2PO4 (aq) 練習 7 3 解 (A)(C)(D)(E) 節目錄 下一頁 上一頁 王水 在 西元 800 年左右，哈揚將 濃硝酸 及 濃鹽酸 ， 以 體積比 例為 1： 3 的方式混合，獲得一種黃色 冒煙的液體。此液體腐蝕性極強，能溶解金、 鉑等貴重金屬，所以被煉金術士稱為 王水 (aqua regia)， 少數金屬如 鉭 (Ta)、 銥 (Ir)等，並不受王水腐蝕； 純銀在王水中，其表面將溶解而生成氯化銀沉 澱，覆蓋於銀的表面，使銀不會繼續反應。 節目錄 下一頁 上一頁 王水反應 HNO3 + 3HCl NOCl + Cl 2 + 2 H2O Au + NOCl + Cl2 AuCl 3 + NO AuCl3 + HCl HAuCl 4 總反應 Au + HNO3 + 4HCl NO + 2 H 2O + HAuCl4 節目錄 下一頁 上一頁 7-2.1 水的解離及水的離子積常數 7-2.2 pH 值 7-2 水的解離與 pH 值 章目錄 下一頁 上一頁 水的自解離 純水中，有些水分子會失去質子（氫離 子），另有一些水分子則會接受質子 鹼 酸 酸 鹼 共軛酸鹼對 共軛酸鹼對 節目錄 H2O(l) H+(aq) + OH (aq) H2O(l) + H2O(l) H3O +(aq) + OH (aq) 下一頁 上一頁 水的自身解離 H2O(l) + H2O(l) H 3O +(aq) + OH (aq) 節目錄 下一頁 上一頁 水的離子積 離子積常數：水中 氫 離子和 氫氧 根離子的 濃度相等，且其 乘積 在定溫下為 定值 25 時 Kw H+ OH 1.010 14 1.010 7M 1.010 7M 節目錄 H2O(l) H+(aq) + OH (aq) 下一頁 上一頁 不同溫度下水的離子積常數 溫度上升時，純水的解離度將 。 氫離子、氫氧根離子濃度因而隨之 。 水的離子積常數會隨溫度上升而 。 增大 增加 增大 節目錄 下一頁 上一頁 題 7 4 25 時，下列濃度的鹽酸中所含的氫氧根離 子濃度各為多少？ (1)1.010 1 M (2)4.010 5 M 解 (1) Kw H+OH 1.010 1OH 1.010 14 OH 1.010 13(M) (2) Kw H + OH 4.010 5 OH 1.010 14 OH 2.510 10(M) 節目錄