第03章-酸碱解离平衡

第三章 酸碱解离平衡 理解活度的基本概念。 掌握酸碱质子理论。 掌握酸碱解离平衡的相关知识及溶液中 教学要求： 电 解 质 非电解质 化合物 单 质 强电解质 弱电解质 电解质： 电解质是指在水溶液中或熔融状态下能够 导电的化合物。电解质溶解于溶剂中形成 的溶液称为电解质溶液。 强碱 弱电解质 强电解质 电解质 强酸 盐 弱酸 弱碱 电解质的概念与分类 第一节 强电解质溶液 一 、 强电解质溶液 电解质的解离程度可以用解离度 ()来表示 : 100%a 已解离的分子数解离前的分子总数例： 25 时， = 表示 在该溶液中每 10000个 34个 子解离成 H+ 和 电解质 2% 92 92 58 89 84 86 88 40 强电解质理论 （ 1923年由德拜 (休克尔 (出 离子氛 + + + + + + + + + 离子对 离子氛与“离子对”示意图 强电解质在水溶液中全部解离。 离子间通过静电力相互作用，每一个离子都被周围电荷相反的离子包围着，形成 离子氛 。 总结 二、离子的活度和活度因子 活度 电解质溶液中实际起作用 的离子 相对 浓度 。 活度因子 ： 电解质溶液中活度 实际浓度 B 位 ： l ） 位 ： 1 ） B 通常，离子活度因子 。浓度越稀， ； 中性分子或弱电解质溶液， 。 B 溶液中阳离子和阴离子的活度系数的几何平均值 。对 1 平均活度因子 : 对于溶液中的阴、阳离子： a+ = +) ) r ( ) r ( ) 表 3 、 离子强度（ 221 适用范围 ： 对 1 c ( C O ) = 2 = 3 = 二、弱电解质解离平衡的移动 (一 ) 同离子效应 : H+ + = + ： 25 时，向 求 (设溶液总体积不变， 10 5101 . 7 60 . 1 0 0)( 0 . 1 0 0 H+ x x x 解、 x=10-5 . 0 1 7 6 %100% 二） 盐效应 3O + 升 = a + + 2. C C 增 大 ， 减 小电 解 质 浓 度减 少 ， 增 大同 离 子 效 应 减 小盐 效 应 增 大总结影响 Ka(b)及 的因素 : 1. Ka(b)随温度改变，不随浓度改变 s) 变小 不变 变大 变大 加 大 变大 变小 变小 变小 变小 变小 变小 变小 变大 变大 变大 不变 不变 不变 不变 加 s) 加 s) K H+ 小 不变 变大 变小 加 大 不变 变小 变大 加 小 不变 变小 变大 加 大 不变 变大 变小 第三节 酸碱理论 一、酸碱质子理论 二、酸碱电子理论 酸碱理论 （ of 1663年 波义耳首次提出酸和碱的概念。 1889年 阿累尼乌斯提出 酸碱电离理论。 1923年 布朗斯特和劳瑞同时提出了 酸碱 质子理论。 1923年 路易斯提出了 酸碱的电子理论。 概述 酸碱电离理论 酸碱电离理论 认为： 凡在水溶液中电离出的阳离子全部是 H+的 化合物是 酸 ；电离出的阴离子全是 化合物是 碱 。 酸碱反应的实质就是 H+与 2O。 1923年丹麦化学家布朗斯特 （ 英 国化学家劳瑞 （ 提出质子酸碱理论 。 凡能给出质子 (H+)的物质 都是 酸 。 凡能接受质子 (H+)的物质 都是 碱 。 （一）基本概念 一、酸碱质子理论 例： H+ 2O H+ 3O+ H+ H+ H+ H+ H+ 轭酸 共轭碱 (1)质子理论的酸与碱不是绝对的，而是相对的 。 酸失去质子后成为其共轭碱，碱得到质子后成为共轭酸。 酸和碱可以是中性分子，也可以是阳离子或阴离子。 有些物质既可以作为酸给出质子，又可作为碱接受质子，这些物质称为 两性物质 (两性物质 碱 酸 H +H + + C 碱 酸 H 3 O +H 2 O + H +H + + O H (2)不能给出质子，也不能接受质子的物质，称为 中性物质 ， 如金属离子 。 (3)在酸碱质子理论中，排除了盐的概念。 例如， 在质子理论中 却是酸。 (4)酸碱质子理论体现了酸和碱这对矛盾相互转化和相互依存的关系，并且扩大了酸碱物质的范围。 相转化。 酸 ， 共轭酸碱对之间只相差一个 H 。 这种在 组成上仅相差一个 H 的一对酸碱称为 共轭碱酸对 。 共轭酸碱对 例： 酸碱反应是 较强的酸把质子传递给了 较强 的碱 ， 生成 较弱的碱 和 较弱的酸 的过程 。 1 2 1 2A B B A+质子在两对共轭酸碱对 之间的传递 ： (二 ) 酸碱反应的本质 酸（碱）强弱决定于酸（碱）本身释放质子（接受质子）的能力。 在一对共轭酸碱中，当 酸越容易给出H 时，其酸性越强， 而它的共轭碱就越难接受质子，其碱性越弱。反之亦然。 酸碱的强弱是相对的 。 (三 ) 酸碱的强弱关系 酸碱 (自发 )反应的方向 酸碱反应的方向及程度取决于酸碱的相对强弱。 酸碱反应总是 由较强的酸和较强的碱作用，向着生成较弱的酸和较弱的碱的方向进行。 例：根据酸碱质子理论，下列叙述中 不正确的是（） 共轭碱也愈强 (四 ) 拉平效应和区分效应 2 谓溶剂的 拉平效应 (指不同强度的酸 (碱 )被溶剂调整到同一酸 (碱 )强度水平的作用。 水起到 拉平效应 如果我们另取一种溶剂，其碱性比水弱或酸性比水 强，例如以冰醋酸为溶剂时，则发现上述那些酸的 强度就显示出差异，其顺序为 醋酸可把上述这些酸的强度区分开来，溶剂 的这种作用称为 区分效应 (这 种溶剂便称为区分溶剂。一般而言，酸性溶剂 对酸产生区分效应，对碱则产生拉平效应；碱 性溶剂对碱产生区分效应，对酸则产生拉平效 应。 二、酸碱电子理论 酸碱电子理论 认为： 凡是能接受电子对的物质就是 酸 ； 凡是能给出电子对的物质就是 碱 。 酸碱 反应的实质 是碱提供电子对 ， 与酸形 成配位键而生成酸碱配合物： 酸 + 碱 酸碱配合物 第四节 水的解离平衡和溶液的 一、水的解离平衡 二、溶液的 、 水的解离平衡 发生在 同种分子之间的质子传递反应， 称为 自递反应 。 2 水的质子自递反应 的质子自递反应， 也称 水的解离反应 ，可表示为： 简式表示 ： H+ 2 2 3 H O H O H O O H 解 离 （ 正 ）结 合 （ 逆 ） 一定温度下 ， 水的解离反应达到平衡时： 水的解离反应是吸热反应，温度升高 , 随之增大。 +w H O w T/K T/K 141413132 . 9 1 05 . 5 1 03 . 8 1 05 . 5 1 0151515141 . 1 1 02 . 9 1 06 . 8 1 01 . 0 1 0w K w 液的 g H p O H l g O H l g K+ = 14 （ 25 ） 以溶液中 H+与 相对大小定义酸碱性： H+ H+ 1025 ） 酸性； H+越大，酸性越强 H+ H+=10 25 ） 中性 H+ H+ 10 25 ） 碱性； 大，碱性越强 人体各种体液的 体液 血 浆 成人胃液 唾 液 中毒 ( ： 298K， 在酸性溶液中 ( ) A. B. 7 C. H+ 10 7 D. 只有氢离子而无氢氧根离子存在 E. 氢离子和氢氧根离子 同时存在 （一）共轭酸碱 与 的关系 aK 3 + H O B + H O 2 H O H B + O H O a b K 例 已知 时 ， 为 10 计算 。 2 5 0 1 05 . 6 1 01 . 8 1 0 共轭碱， 为： 基础化学中计算 H+ 浓度或 5%的相对误差 。当两个数相加减时 ， 若其中的较大数大于较小数的 20倍时 ， 可以将较小数忽略不计 。 20倍规则 （二）一元弱酸弱碱溶液 23 + H O A + H O +2 2 3 + H O O H + H O +H A O H 忽略水的水解 +H A O H A 2 0 O H c K a 0rK c K+ + +2 0 + a+ +aH c K aH 例 计算 液的 已知 10 6 7 6 1 0 2 0 K 3 5 1 0 5 . 6 8 1 0 5 0 01 . 7 6 1 0 + 53 . 1 0 1 . 7 6 1 0 1 . 3 3 1 0 3p H l g H l g 1 . 3 3 1 0 2 . 8 8 解： 一元弱碱溶液 +2+ H O H A + O H +2 2 3 + H O H O + O H +O H H A H K 例 计算 溶液的 知 时 25 . 8 1 0 2 0 K , 2b/ K 5 . 6 1 0 5 0 0 , 540 . 0 1 0 1 . 8 1 0 4 . 2 1 0 4 p K p O H 1 4 . 0 0 l g 4 . 2 1 0 1 0 . 6 2 5 N H ) 1 . 8 1 0（三）多元酸碱溶液 元弱酸 水溶液中存在下列质子转移平衡 ： 2+23 + H O A + H O +2 2 3 + H O O H + H O +2 2 3 + H O H A + H O (1)当 0可忽略水的离解 。 (2)当 102时 ， 可忽略二级以上 的离解 ， 当作一元弱酸处理 ， 则 H+ 2A) (3)若 00，则 a 1 2 a 1 H H A c 对于 多元弱碱 溶液 ， 有类似公式： 0 102 且 00时 b 1 b 1 r O H B K K c 例 计算 解： 14 4 11 0 1 01 . 7 8 1 05 . 6 1 1 0 14 8 7 0 1 02 . 3 3 1 04 . 3 0 1 0 0100， 500， 43O H 1 . 7 8 1 0 0 . 1 0 0 4 . 2 2 1 0 四）两性物质溶液 轭酸的酸常数 ； 身的酸常数 。 H )p(K 2020 例：计算 解：