酸碱质子理论与酸碱平衡

,第2章 酸碱平衡和酸碱滴定法2.1 概 述,*,第2章 酸碱平衡和酸碱滴定法2.1 概 述,第2章 酸碱平衡和酸碱滴定法2.1 概 述,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,1,第六章,酸碱平衡与酸碱滴定,本章学习要求,弄清各种概念；学会正确应用H,+,计算公式；,理解和掌握酸碱滴定原理，并能运用所学知识解决实际问题。,3,6.1 酸碱制粒理论 6.2 弱酸弱碱的解离平衡 6.3 缓冲溶液6.4 酸碱滴定法,6,.1,酸碱质子理论,电离理论,电子理论,质子理论,酸,能电离出,H,+,的物质,碱,电离出,OH,-,的物质,酸,凡能给出质子的物质,碱,凡能接受质子的物质,酸,凡能接受电子的物质,碱,凡能给出电子的物质,酸碱的定义,一、,酸碱质子理论,1.,质子理论酸碱的定义及共轭酸碱对：,酸：凡能给出质子（,H,+,）的物质,碱：凡能接受质子（,H,+,）的物质；,酸 共轭碱,+,质子,HAc Ac,-,+H,+,NH,4,+,NH,3,+H,+,HCO,3,-,CO,3,2-,+H,+,H,6,Y,2+,H,5,Y,+,+H,+,通式,:HA A,-,+H,+,共轭酸碱：,酸给出,H,+,后成为碱，碱接受 H,+,后成为酸，互为共轭关系；,共轭酸碱之间只差一个H,+,。,HCl H,+,+C1,H,2,SO,4,H,+,+HSO,4,HSO,4,H,+,+SO,4,2,酸 质子,+,碱,NH,4,+,H,+,+NH,3,H,2,PO,4,H,+,+HPO,4,2,特点：,1,）具有共轭性,式中,HA,失去一个质子，或,A,-,得到一个质子变成相应的碱或酸称为酸碱半反应。酸失去质子后变成相应的共轭碱；而碱接受质子后变成相应的共轭酸。两者相互依存又相互转化。,A,+H,+,HA,如：,2）具有相对性,如，,H,2,PO,4,2-,既能给出质子，又能接受质子，在,H,3,PO,4,H,2,PO,4,-,共轭体系中为碱，而在,H,2,PO,4,-,HPO,4,2-,共轭体系中为酸。,H,3,PO,4,H,+,+H,2,PO,4,-,H,2,PO,4,-,H,+,+HPO,4,2-,同一物质在某些场合是酸，而在另一场合是碱，其原因是共存物质彼此间给出质子能力相对强弱不同。因此，酸或碱是相对的，视溶液的介质而异。,可见：,当一种酸给出质子后，其剩下的酸根(碱)，自然对质子具某种亲合力，所以构成上述共轭酸碱对；,酸或碱可以是中性分子，也可以是阳离子或阴离子，同一物质既可以是酸，也可以是碱，共轭酸碱对中,酸较其共轭碱多一个质子。,如：,酸,1,碱,2,碱,1,酸,2,HAc +NH,3,Ac,-,+NH,4,+,完整的酸碱反应,HAc-Ac,-,，,NH,4,+,-NH,3,共轭酸,共轭碱,反应实质：,二、酸碱反应,酸碱反应实际上是两个共轭酸碱对共同作用的结果，其实质是质子的转移。,两对共轭酸碱之间质子传递过程；,1.解离反应,解离反应的实质就是水与分子酸碱之间的质子传递反应。,2.,中和反应,酸,1,碱,2,酸,2,碱,1,3.,水解反应,酸,1,碱,2,酸,2,碱,1,三、溶剂（,H,2,O,）的质子自递反应,发生在溶剂间的质子转移,溶剂的质子自递反应；,反应的平衡常数,K,s,溶剂的质子自递常数；,H,2,O,既能接受质子又能给出质子,两性物质；,发生在水分子间的质子转移,水的质子自递反应,H,2,O+H,2,O H,3,O,+,+OH,水的质子自递常数,k,W,=f(T),或,P,k,W,=pH+pOH=14,（25）,（30：,k,W,=1.4710,14,；0：,k,W,=0.1210,14,）,（一）水的质子自递常数,（二）水溶液的酸碱性和pH,1、溶液中H,+,、OH,-,与酸碱性的关系（25）：,中性：H,+,=10,-7,mol/L=OH,-,;,Kw=10,-14,酸性：H,+,10,-7,mol/LOH,-,;Kw=10,-14,碱性：H,+,10,-7,mol/LOH,-,;Kw=10,-14,（一）溶液的酸碱性和pH,2、溶液的pH：,1）定义：pH=-lgH,+,2）pH与溶液酸碱性的关系（25）：,pH7:碱性；,pOH=-lgOH,-,，pH+pOH=14（25）,6.2 弱酸弱碱的解离平衡,强电解质：,在水溶液中能全部电离成阴、阳离子的电解质称为强电解质。,(如NaCl=Na,+,+Cl,),强电解质包含：,强酸如硫酸、盐酸、硝酸、高氯酸，,强碱氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钡,绝大多数盐。,一、强电解质与弱电解质,弱电解质：,在水溶液中只有小部分能电离成阴、阳离子的化合物称为弱电解质。,（如 ）,弱电解质包含：,弱酸,醋酸（HAc）、碳酸、硼酸等，,弱碱氨水等,少数盐类氯化汞、醋酸铅,HAc H,+,+Ac,-,二、弱电解质的电离度和电离平衡,电离度,电离度的定义：,电离平衡时，已电离的弱电解质分子数和电离前溶液中它的分子总数的百分比。,电离度的大小可以相对地表示电解质的强弱。,=,l00,理论上强电解质比如HCl，NaOH等电离度为100%，但实际不是（P103表6-1）。因此德拜和休克尔提出了强电解质溶液理论主要因为“,离子氛,”的存在。,影响电离度,（解离平衡）,的因素：,A电解质的性质；,B溶液浓度；(c,B,，,)-稀释定律,C溶剂性质；,D温度（影响较小,T ，,）,E.同离子效应（,）,F.盐效应（,）,E.同离子效应,举例：,HAc,H,+,+Ac,NaAc=Na,+,+Ac,E.同离子效应,定义：,在弱电解质溶液中，当加入一种与弱电解质具有相同离子的强电解质时，使弱电解质的电离度降低的现象。,几点说明：,1使电离平衡向左移动；,2结果总是；,3Ki不变；,（一）,弱酸、弱碱的解离平衡,如：,HAc+H,2,O H,3,O,+,+Ac,-,对碱：,NH,3,+H,2,O NH,4,+,+OH,同样有：,k,a,、,k,b,分别为酸和碱在,H,2,O,中的解离常数，它们,与溶剂的性质、酸或碱的本性及温度等因素有关,。,k,a,，,k,b,是衡量酸碱强度的尺子，,k,a,或,k,b,越大，其酸或碱的强度越强。,（二）共轭酸碱对的,Ka,与,Kb,的关系,如：,HAc/Ac,-,HAc+H,2,O H,3,O,+,+Ac,-,k,a,=H,+,Ac,-,/HAc Ac,-,+H,2,O HAc+OH,k,b,=HAcOH,/Ac,-,则,或,p,k,a,+p,k,b,=p,k,W,=14.00,（25）,（三）多元酸碱的强度如，,H,3,PO,4,H,2,PO,4,-,+H,+,K,a1,K,b3,H,2,PO,4,-,HPO,4,2,-,+H,+,K,a2,K,b2,HPO,4,2,-,PO,4,3,-,+H,+,K,a3,K,b1,形成的多元共轭酸碱对中最强酸的解离常数,K,a1,对应最弱共轭碱的解离常数,K,b3,讨论：,多元酸碱在水中逐级离解，强度逐级递减,一元弱酸的近似计算公式：,使用条件：,c/Ki500,一元弱碱的近似计算公式：,例 计算,0.1mol/L,醋酸溶液中氢离子浓度及电离度。（,Ka=1.7610,5,）,（四）,关于电离平衡的计算,H,+,=,OH,-,=,H,+,=,=1.3310,3,(mol/L),=,=1.33,例,1,：查得,NH,4,+,的,pK,a,为,9.24,，求,NH,3,的,pK,b,值。,例,2,：计算,HS,-,的,pK,b,值。,