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1、会计学1理学无机化学理学无机化学(wjhuxu)lect酸碱反应酸碱反应第一页，共136页。2.1 酸碱理论酸碱理论(lln)概述概述n n早期定义早期定义早期定义早期定义(dngy)(dngy)n n酸：具有酸味，能使蓝色石蕊试纸变红酸：具有酸味，能使蓝色石蕊试纸变红酸：具有酸味，能使蓝色石蕊试纸变红酸：具有酸味，能使蓝色石蕊试纸变红n n碱：具有涩味，能使红色石蕊试纸变蓝碱：具有涩味，能使红色石蕊试纸变蓝碱：具有涩味，能使红色石蕊试纸变蓝碱：具有涩味，能使红色石蕊试纸变蓝n nS.A.ArrheniusS.A.Arrhenius酸碱电离理论酸碱电离理论酸碱电离理论酸碱电离理论(1884)(
2、1884)n nE.C.FranklinE.C.Franklin酸碱溶剂理论酸碱溶剂理论酸碱溶剂理论酸碱溶剂理论(1905)(1905)n nBrnsted-LowryBrnsted-Lowry酸碱质子理论酸碱质子理论酸碱质子理论酸碱质子理论(1923)(1923)n nG.N.LewisG.N.Lewis酸碱电子理论酸碱电子理论酸碱电子理论酸碱电子理论(1923)(1923)n nR.G.PearsonR.G.Pearson软硬酸碱理论软硬酸碱理论软硬酸碱理论软硬酸碱理论(1963)(1963)发展发展(fzhn)历程：历程：Page 91第1页/共136页第二页，共136页。Arrheni
3、us酸碱电离酸碱电离(dinl)理论理论n n酸：凡是在水溶液中电离产生的阳离子都是酸：凡是在水溶液中电离产生的阳离子都是酸：凡是在水溶液中电离产生的阳离子都是酸：凡是在水溶液中电离产生的阳离子都是H+H+的物质。的物质。的物质。的物质。n n碱：电离产生的阴离子都是碱：电离产生的阴离子都是碱：电离产生的阴离子都是碱：电离产生的阴离子都是OH-OH-的物质。的物质。的物质。的物质。n n酸碱中和反应就是酸碱中和反应就是酸碱中和反应就是酸碱中和反应就是HH和和和和OHOH结合生成中性水分子的过程。结合生成中性水分子的过程。结合生成中性水分子的过程。结合生成中性水分子的过程。n n主要适用主要适用
4、主要适用主要适用(shyng)(shyng)于无机化学于无机化学于无机化学于无机化学,尤其是水溶液体系的酸碱问题。尤其是水溶液体系的酸碱问题。尤其是水溶液体系的酸碱问题。尤其是水溶液体系的酸碱问题。第2页/共136页第三页，共136页。Arrhenius酸碱电离理论酸碱电离理论(lln)的的优点优点1.1.从组成上揭示了酸碱的本质，指出从组成上揭示了酸碱的本质，指出从组成上揭示了酸碱的本质，指出从组成上揭示了酸碱的本质，指出(zh ch)H+(zh ch)H+是酸的特征，是酸的特征，是酸的特征，是酸的特征，OH-OH-是碱的特征。是碱的特征。是碱的特征。是碱的特征。2.2.解释了解释了解释了解
5、释了“中和热中和热中和热中和热”的值：的值：的值：的值：H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l)H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l)H=-55.99 kJ.mol-1 H=-55.99 kJ.mol-1（放热）（放热）（放热）（放热）3.3.找出了衡量酸、碱强度的标度（酸找出了衡量酸、碱强度的标度（酸找出了衡量酸、碱强度的标度（酸找出了衡量酸、碱强度的标度（酸KaKa、碱、碱、碱、碱KbKb、水溶液酸碱性、水溶液酸碱性、水溶液酸碱性、水溶液酸碱性pHpH）。）。）。）。pH=-lga(H+)(pH=0 pH=-lga(H+)(pH=0 14.0,a(H+)100 14.0,a(H+)1
6、00 10-14)10-14)a =a =c c第3页/共136页第四页，共136页。ArrheniusArrhenius酸碱电离酸碱电离酸碱电离酸碱电离(dinl)(dinl)理论的局理论的局理论的局理论的局限性限性限性限性1.1.酸碱被限于水溶液酸碱被限于水溶液酸碱被限于水溶液酸碱被限于水溶液(rngy)(rngy)，非水体系不适用，无法解释非水溶液，非水体系不适用，无法解释非水溶液，非水体系不适用，无法解释非水溶液，非水体系不适用，无法解释非水溶液(rngy)(rngy)或不或不或不或不含氢（含氢（含氢（含氢（SO2SO2、CO2CO2、SnCl4)SnCl4)和羟离子成分和羟离子成分和
7、羟离子成分和羟离子成分(F-(F-、CO32-CO32-、K2O K2O、NH3NH3，有机，有机，有机，有机胺胺胺胺)的物质也表现出酸碱的事实？的物质也表现出酸碱的事实？的物质也表现出酸碱的事实？的物质也表现出酸碱的事实？例例例例1 1：液氨中，：液氨中，：液氨中，：液氨中，KNH2(KNH2(氨基化钾氨基化钾氨基化钾氨基化钾)使酚酞变红使酚酞变红使酚酞变红使酚酞变红 碱？碱？碱？碱？液氨中，液氨中，液氨中，液氨中，CaCa与与与与NH4ClNH4Cl反应，放出反应，放出反应，放出反应，放出H2H2：2 NH4+Ca =Ca2+H2 2 NH4+Ca =Ca2+H2 酸？酸？酸？酸？气态反应
8、：气态反应：气态反应：气态反应：NH3(g)+HCl(g)=NH4Cl(s)NH3(g)+HCl(g)=NH4Cl(s)碱？碱？碱？碱？酸？（该反应在苯溶酸？（该反应在苯溶酸？（该反应在苯溶酸？（该反应在苯溶液液液液(rngy)(rngy)中也能进行）中也能进行）中也能进行）中也能进行）第4页/共136页第五页，共136页。ArrheniusArrhenius酸碱电离酸碱电离酸碱电离酸碱电离(dinl)(dinl)理论的局理论的局理论的局理论的局限性限性限性限性例例例例2 2：水溶液中：水溶液中：水溶液中：水溶液中 HSO4-HSO4-酸？碱？酸？碱？酸？碱？酸？碱？Na2CO3 Na2CO3
9、 碱？碱？碱？碱？2.2.碱被限制为氢氧化物：碱被限制为氢氧化物：碱被限制为氢氧化物：碱被限制为氢氧化物：过去认为过去认为过去认为过去认为(rnwi)(rnwi)：NH4OHNH4OH应为强碱，但实际上氨水是弱碱，而且从未分离出应为强碱，但实际上氨水是弱碱，而且从未分离出应为强碱，但实际上氨水是弱碱，而且从未分离出应为强碱，但实际上氨水是弱碱，而且从未分离出NH4OHNH4OH。第5页/共136页第六页，共136页。E.C.Franklin酸碱溶剂酸碱溶剂(rngj)理论理论n n它是从各种不同溶剂（包括非质子它是从各种不同溶剂（包括非质子它是从各种不同溶剂（包括非质子它是从各种不同溶剂（包括
10、非质子(zhz(zhz)溶剂）中也同样存在酸碱反应发展起来的。它在溶剂）中也同样存在酸碱反应发展起来的。它在溶剂）中也同样存在酸碱反应发展起来的。它在溶剂）中也同样存在酸碱反应发展起来的。它在概念上扩展了酸碱电离理论。概念上扩展了酸碱电离理论。概念上扩展了酸碱电离理论。概念上扩展了酸碱电离理论。n n该理论认为：在一定溶剂中，该理论认为：在一定溶剂中，该理论认为：在一定溶剂中，该理论认为：在一定溶剂中，n n能离解出溶剂特征正离子的物质，称为酸；能离解出溶剂特征正离子的物质，称为酸；能离解出溶剂特征正离子的物质，称为酸；能离解出溶剂特征正离子的物质，称为酸；n n能离解出溶剂特征负离子的物质，
11、称为碱。能离解出溶剂特征负离子的物质，称为碱。能离解出溶剂特征负离子的物质，称为碱。能离解出溶剂特征负离子的物质，称为碱。n n酸碱反应即溶剂特征正离子与负离子化合而生成溶剂分子的反应。酸碱反应即溶剂特征正离子与负离子化合而生成溶剂分子的反应。酸碱反应即溶剂特征正离子与负离子化合而生成溶剂分子的反应。酸碱反应即溶剂特征正离子与负离子化合而生成溶剂分子的反应。Page 92第6页/共136页第七页，共136页。溶剂溶剂(rngj)示例示例溶剂类型溶剂类型示例示例酸离子酸离子碱离子碱离子质子型溶剂质子型溶剂H2OH+或或H3O+OHNH3(l)NH4+NH2CH3COOH(l)CH3COOH2+C
12、H3COO非质子型溶剂非质子型溶剂N2O4(l)NO+NO3COCl2(l)COCl+ClSO2(l)SO2+SO32NH4ClNaNH2,光气(un q),碳酰氯,氧氯化碳四氧化二氮第7页/共136页第八页，共136页。水溶液中溶剂理论水溶液中溶剂理论水溶液中溶剂理论水溶液中溶剂理论(l(l ln)ln)与电离理论与电离理论与电离理论与电离理论(l(l ln)ln)一致一致一致一致n n溶剂理论溶剂理论溶剂理论溶剂理论(lln)(lln)对于水溶液中的酸碱概念的解释与电对于水溶液中的酸碱概念的解释与电对于水溶液中的酸碱概念的解释与电对于水溶液中的酸碱概念的解释与电离理论离理论离理论离理论(l
13、ln)(lln)是一致的，按照酸碱溶剂理论是一致的，按照酸碱溶剂理论是一致的，按照酸碱溶剂理论是一致的，按照酸碱溶剂理论(lln)(lln)，在水溶液中水为溶剂，水离解产生的正离子为，在水溶液中水为溶剂，水离解产生的正离子为，在水溶液中水为溶剂，水离解产生的正离子为，在水溶液中水为溶剂，水离解产生的正离子为H+H+，负离子为负离子为负离子为负离子为OHOH，因此在水溶液中，凡能离解出，因此在水溶液中，凡能离解出，因此在水溶液中，凡能离解出，因此在水溶液中，凡能离解出H+H+的的的的物质是酸，能离解出物质是酸，能离解出物质是酸，能离解出物质是酸，能离解出OHOH的物质是碱，酸碱反应主要的物质是碱
14、，酸碱反应主要的物质是碱，酸碱反应主要的物质是碱，酸碱反应主要是是是是H+H+和和和和OHOH化合而生成溶剂水分子。化合而生成溶剂水分子。化合而生成溶剂水分子。化合而生成溶剂水分子。第8页/共136页第九页，共136页。非水溶剂非水溶剂(rngj)体系中的酸碱体系中的酸碱n n以液氨为溶剂时，溶剂以液氨为溶剂时，溶剂以液氨为溶剂时，溶剂以液氨为溶剂时，溶剂的离解反应的离解反应的离解反应的离解反应(fnyng)(fnyng)为为为为n nNH4ClNH4Cl在液氨中表现为在液氨中表现为在液氨中表现为在液氨中表现为酸，其离解反应酸，其离解反应酸，其离解反应酸，其离解反应(fnyng)(fnyng)
15、为为为为n n氨基化钠在液氨中表现氨基化钠在液氨中表现氨基化钠在液氨中表现氨基化钠在液氨中表现为碱，其离解反应为碱，其离解反应为碱，其离解反应为碱，其离解反应(fnyng)(fnyng)为为为为n n酸碱反应酸碱反应酸碱反应酸碱反应(fnyng)(fnyng)是是是是NH4+NH4+与与与与NH2NH2结合为结合为结合为结合为NH3NH3的反应的反应的反应的反应(fnyng)(fnyng)。NH4Cl NH4+Cl2NH3 NH4+NH2NaNH2 Na+NH2NaNH2 +NH4Cl NaCl +2NH3第9页/共136页第十页，共136页。酸碱溶剂酸碱溶剂(rngj)理论的优缺点理论的优缺
16、点n n优点：将酸碱扩大优点：将酸碱扩大(kud)到非水体系。到非水体系。n n缺点：不能解释不电离的溶剂（如苯、氯缺点：不能解释不电离的溶剂（如苯、氯仿等）中的酸碱体系及无溶剂的酸碱体系仿等）中的酸碱体系及无溶剂的酸碱体系（如（如NH3与与HCl的气相反应）。的气相反应）。第10页/共136页第十一页，共136页。Brnsted-Lowry酸碱质子酸碱质子(zhz)理论理论n n酸：凡是能给出质子的物质，即质子给予酸：凡是能给出质子的物质，即质子给予酸：凡是能给出质子的物质，即质子给予酸：凡是能给出质子的物质，即质子给予体，体，体，体，Proton donorProton donorn n碱
17、：凡是能接受质子的物质碱：凡是能接受质子的物质碱：凡是能接受质子的物质碱：凡是能接受质子的物质 ，即质子接受，即质子接受，即质子接受，即质子接受体，体，体，体，Proton acceptor Proton acceptor n n两性电解质：指既能给出质子，又能接受两性电解质：指既能给出质子，又能接受两性电解质：指既能给出质子，又能接受两性电解质：指既能给出质子，又能接受质子的分子或离子，简称两性物质子的分子或离子，简称两性物质子的分子或离子，简称两性物质子的分子或离子，简称两性物 ，ampholyteampholyte。n n适用于无机化学及分析化学适用于无机化学及分析化学适用于无机化学及分
18、析化学适用于无机化学及分析化学(fn x hu(fn x hu xu)xu)中的水溶液体系和非水溶液体系。中的水溶液体系和非水溶液体系。中的水溶液体系和非水溶液体系。中的水溶液体系和非水溶液体系。Page 93第11页/共136页第十二页，共136页。酸碱举例酸碱举例(j l)酸酸 分子分子(fnz)HAc,HCl,H2SO4,H3PO4,H2O,NH3 离子离子 NH4+,HSO4-,H2PO4-,HPO42-碱碱 分子分子(fnz)H2O,NH3 离子离子 HSO4-,H2PO4-,HPO42-两性物两性物 分子分子 H2O,NH3 离子离子 HSO4-,H2PO4-,HPO42-NH3+
19、H+=NH4+NH3(l)=NH2-(l)+H+(l)酸酸 H+碱碱第12页/共136页第十三页，共136页。共轭酸碱对共轭酸碱对因一个质子的得失因一个质子的得失因一个质子的得失因一个质子的得失(dsh)(dsh)(dsh)(dsh)而互相转变而互相转变而互相转变而互相转变的每一对酸碱的每一对酸碱的每一对酸碱的每一对酸碱,称共轭酸碱对。酸给出称共轭酸碱对。酸给出称共轭酸碱对。酸给出称共轭酸碱对。酸给出质子后变成它的共轭碱，碱接受质子质子后变成它的共轭碱，碱接受质子质子后变成它的共轭碱，碱接受质子质子后变成它的共轭碱，碱接受质子后成为它的共轭酸，两者相互依存。后成为它的共轭酸，两者相互依存。后成
20、为它的共轭酸，两者相互依存。后成为它的共轭酸，两者相互依存。注意注意注意注意(zh y)(zh y)(zh y)(zh y)：质子理论中无盐的概念，电离理论中的盐，：质子理论中无盐的概念，电离理论中的盐，：质子理论中无盐的概念，电离理论中的盐，：质子理论中无盐的概念，电离理论中的盐，在质子理论中都是离子酸或离子碱，如在质子理论中都是离子酸或离子碱，如在质子理论中都是离子酸或离子碱，如在质子理论中都是离子酸或离子碱，如 NH4Cl NH4Cl NH4Cl NH4Cl 中的中的中的中的NH4+NH4+NH4+NH4+是离子酸，是离子酸，是离子酸，是离子酸，Cl Cl Cl Cl是离子碱是离子碱是离
21、子碱是离子碱.第13页/共136页第十四页，共136页。酸碱反应酸碱反应(fnyng)的实质的实质n n共轭酸碱对的质子得失反应称为酸碱半反应，而酸碱反应的实质就是质子的转移或得共轭酸碱对的质子得失反应称为酸碱半反应，而酸碱反应的实质就是质子的转移或得共轭酸碱对的质子得失反应称为酸碱半反应，而酸碱反应的实质就是质子的转移或得共轭酸碱对的质子得失反应称为酸碱半反应，而酸碱反应的实质就是质子的转移或得失。为了失。为了失。为了失。为了(wi le)(wi le)(wi le)(wi le)实现酸碱反应，作为酸给出的质子必须转移到另一种能接受质子的实现酸碱反应，作为酸给出的质子必须转移到另一种能接受质
22、子的实现酸碱反应，作为酸给出的质子必须转移到另一种能接受质子的实现酸碱反应，作为酸给出的质子必须转移到另一种能接受质子的碱上才行。碱上才行。碱上才行。碱上才行。n n共轭酸碱对的半反应不能单独存在，完整的反应应写成：共轭酸碱对的半反应不能单独存在，完整的反应应写成：共轭酸碱对的半反应不能单独存在，完整的反应应写成：共轭酸碱对的半反应不能单独存在，完整的反应应写成：H+Page 94第14页/共136页第十五页，共136页。用质子理论解释用质子理论解释(jish)酸碱解酸碱解离离H+H+碱酸Page 94第15页/共136页第十六页，共136页。水的质子水的质子(zhz)自递常数与离自递常数与离
23、子积子积n n作为溶剂的纯水，具有两性作用：作为溶剂的纯水，具有两性作用：作为溶剂的纯水，具有两性作用：作为溶剂的纯水，具有两性作用：n n水分子之间存在的质子传递作用，叫质子的自递作用，反应水分子之间存在的质子传递作用，叫质子的自递作用，反应水分子之间存在的质子传递作用，叫质子的自递作用，反应水分子之间存在的质子传递作用，叫质子的自递作用，反应(fnyng)(fnyng)的平衡常数称为水的质子自递常数的平衡常数称为水的质子自递常数的平衡常数称为水的质子自递常数的平衡常数称为水的质子自递常数n nKw=H3O+OHKw=H3O+OH=H+OH=H+OH n n该常数为水的离子积，在该常数为水的
24、离子积，在该常数为水的离子积，在该常数为水的离子积，在2525时等于时等于时等于时等于1.010 1.010 14 14n nKw=1.010 Kw=1.010 14 14pKw=14.00pKw=14.00H+Page 104第16页/共136页第十七页，共136页。用质子理论解释用质子理论解释(jish)酸碱中和反酸碱中和反应应H+H+H+Page 94第17页/共136页第十八页，共136页。用质子用质子(zhz)理论解释盐的水理论解释盐的水解解H+H+H+Page 94第18页/共136页第十九页，共136页。质子理论质子理论质子理论质子理论(l(l ln)ln)适用于气相及非水溶液中
25、的酸碱反应适用于气相及非水溶液中的酸碱反应适用于气相及非水溶液中的酸碱反应适用于气相及非水溶液中的酸碱反应n n液态液态(yti)(yti)氨中的质子自递作用氨中的质子自递作用n n冰乙酸中的质子自递作用冰乙酸中的质子自递作用n nHClHCl和和NH3NH3在气相和苯溶液中的反应在气相和苯溶液中的反应Page 95第19页/共136页第二十页，共136页。酸碱质子酸碱质子(zhz)理论理论的特点及优缺点的特点及优缺点(1)(1)质子论中不存在盐的概念。因为在质子论中，组成盐质子论中不存在盐的概念。因为在质子论中，组成盐质子论中不存在盐的概念。因为在质子论中，组成盐质子论中不存在盐的概念。因为
26、在质子论中，组成盐的离子已变成了离子酸和离子碱。的离子已变成了离子酸和离子碱。的离子已变成了离子酸和离子碱。的离子已变成了离子酸和离子碱。(2)(2)酸碱是共轭的，弱酸共轭强碱酸碱是共轭的，弱酸共轭强碱酸碱是共轭的，弱酸共轭强碱酸碱是共轭的，弱酸共轭强碱(qin jin)(qin jin)，弱碱共轭，弱碱共轭，弱碱共轭，弱碱共轭强酸。强酸。强酸。强酸。(1)(1)把酸碱反应扩大到气相、液相、电离和水解等反应；把酸碱反应扩大到气相、液相、电离和水解等反应；把酸碱反应扩大到气相、液相、电离和水解等反应；把酸碱反应扩大到气相、液相、电离和水解等反应；(2)(2)在水溶液中，质子论的酸强度标度与在水溶
27、液中，质子论的酸强度标度与在水溶液中，质子论的酸强度标度与在水溶液中，质子论的酸强度标度与ArrheniusArrhenius理论中理论中理论中理论中的酸强度标度是一致。的酸强度标度是一致。的酸强度标度是一致。的酸强度标度是一致。不能说明无质子型溶剂（如不能说明无质子型溶剂（如不能说明无质子型溶剂（如不能说明无质子型溶剂（如SO3SO3、BF3BF3）的酸碱反应，酸）的酸碱反应，酸）的酸碱反应，酸）的酸碱反应，酸的定义范围并没有扩大。的定义范围并没有扩大。的定义范围并没有扩大。的定义范围并没有扩大。特点特点(tdin)：优点：优点：缺点：缺点：Page 95第20页/共136页第二十一页，共1
28、36页。G.N.Lewis酸碱电子酸碱电子(dinz)理理论论2023/2/2722n n美国化学家美国化学家美国化学家美国化学家G.N.LewisG.N.Lewis提出：提出：提出：提出：n n酸是任何可以接受外来电子对的分子酸是任何可以接受外来电子对的分子酸是任何可以接受外来电子对的分子酸是任何可以接受外来电子对的分子(fnz(fnz)或离子，是电子对的接受体。或离子，是电子对的接受体。或离子，是电子对的接受体。或离子，是电子对的接受体。n n碱是可以给出电子对的分子碱是可以给出电子对的分子碱是可以给出电子对的分子碱是可以给出电子对的分子(fnz(fnz)和离子，和离子，和离子，和离子，是
29、电子对的给予体。是电子对的给予体。是电子对的给予体。是电子对的给予体。n n酸碱反应即通过电子对授受关系形成配位键，酸碱反应即通过电子对授受关系形成配位键，酸碱反应即通过电子对授受关系形成配位键，酸碱反应即通过电子对授受关系形成配位键，生成酸碱配合物。生成酸碱配合物。生成酸碱配合物。生成酸碱配合物。n n适用于配位化学和有机化学。适用于配位化学和有机化学。适用于配位化学和有机化学。适用于配位化学和有机化学。Page 95第21页/共136页第二十二页，共136页。2023/2/2723n n凡凡“缺电子缺电子”的分子或离子的分子或离子(lz)都是酸，如阳都是酸，如阳离子离子(lz)Mn2+,F
30、e2+,Fe3+,Cu2+,H+,分子分子BF3 n n凡可给出凡可给出“电子对电子对”的分子或离子的分子或离子(lz)都是碱，都是碱，如如 Cl-,CN-,NH3,H2O n n大多数无机和有机化合物可视为酸碱配合物，如大多数无机和有机化合物可视为酸碱配合物，如乙醇乙醇C2H5OH可视为：可视为：C2H5+OH-第22页/共136页第二十三页，共136页。2023/2/2724 H H+:OH +:OH-H:OHH:OH A +:B A:BLewis acid Lewis base acid base adduct按照酸碱电子论的观点，一种按照酸碱电子论的观点，一种(y zhn)酸和一种酸和
31、一种(y zhn)碱反应可生成酸碱配合物，用公式表示就是：碱反应可生成酸碱配合物，用公式表示就是：第23页/共136页第二十四页，共136页。2023/2/2725第24页/共136页第二十五页，共136页。Lewis酸碱理论酸碱理论(lln)的优缺点的优缺点2023/2/2726n n优点：对酸碱的定义，摆脱了体系必须具有某种离子或元优点：对酸碱的定义，摆脱了体系必须具有某种离子或元优点：对酸碱的定义，摆脱了体系必须具有某种离子或元优点：对酸碱的定义，摆脱了体系必须具有某种离子或元素的限制，也不受溶剂的限制，以电子的授受来说明酸碱素的限制，也不受溶剂的限制，以电子的授受来说明酸碱素的限制，也
32、不受溶剂的限制，以电子的授受来说明酸碱素的限制，也不受溶剂的限制，以电子的授受来说明酸碱反应，更体现物质的本质属性。反应，更体现物质的本质属性。反应，更体现物质的本质属性。反应，更体现物质的本质属性。n n缺点：对酸碱的认识过于笼统，无统一缺点：对酸碱的认识过于笼统，无统一缺点：对酸碱的认识过于笼统，无统一缺点：对酸碱的认识过于笼统，无统一(t(t ngy)ngy)的酸碱强的酸碱强的酸碱强的酸碱强度的标度，不易掌握酸碱的本质，定量计算困难。度的标度，不易掌握酸碱的本质，定量计算困难。度的标度，不易掌握酸碱的本质，定量计算困难。度的标度，不易掌握酸碱的本质，定量计算困难。第25页/共136页第二
33、十六页，共136页。2.2 电解质溶液的离解电解质溶液的离解(l ji)平衡平衡强电解质的离解强电解质的离解(l ji)弱电解质的离解弱电解质的离解(l ji)平衡平衡同离子效应和盐效应同离子效应和盐效应酸碱的相对强弱酸碱的相对强弱第26页/共136页第二十七页，共136页。强电解质的离解强电解质的离解(l ji)n n根据电解质在水溶液中的离解情况根据电解质在水溶液中的离解情况根据电解质在水溶液中的离解情况根据电解质在水溶液中的离解情况(qngkung)(qngkung)(qngkung)(qngkung)，将其分为强电解质、弱电解质。，将其分为强电解质、弱电解质。，将其分为强电解质、弱电解
34、质。，将其分为强电解质、弱电解质。Page 96性质性质强电解质强电解质弱电解质弱电解质解离程度解离程度完全解离完全解离部分解离部分解离物质类型物质类型强强酸酸、强强碱碱和和大大多数盐类多数盐类弱弱酸酸、弱弱碱碱和和少少数盐类数盐类0.10mol/L电电 解解质溶液的离解度质溶液的离解度30%5%第27页/共136页第二十八页，共136页。离子离子(lz)氛氛n n德拜和休克尔认为强电解质在水溶液中是完全电离的，但由于离子德拜和休克尔认为强电解质在水溶液中是完全电离的，但由于离子德拜和休克尔认为强电解质在水溶液中是完全电离的，但由于离子德拜和休克尔认为强电解质在水溶液中是完全电离的，但由于离子
35、(lz)(lz)间的相互作用，间的相互作用，间的相互作用，间的相互作用，同号电荷的离子同号电荷的离子同号电荷的离子同号电荷的离子(lz)(lz)相斥，异号电荷的离子相斥，异号电荷的离子相斥，异号电荷的离子相斥，异号电荷的离子(lz)(lz)相吸，每个离子相吸，每个离子相吸，每个离子相吸，每个离子(lz)(lz)都被异号电荷都被异号电荷都被异号电荷都被异号电荷离子离子离子离子(lz)(lz)所包围。在阳离子所包围。在阳离子所包围。在阳离子所包围。在阳离子(lz)(lz)附近阴离子附近阴离子附近阴离子附近阴离子(lz)(lz)要多一些，在阴离子要多一些，在阴离子要多一些，在阴离子要多一些，在阴离子
36、(lz)(lz)附近阳附近阳附近阳附近阳离子离子离子离子(lz)(lz)要多一些。德拜和休克尔将中心离子要多一些。德拜和休克尔将中心离子要多一些。德拜和休克尔将中心离子要多一些。德拜和休克尔将中心离子(lz)(lz)周围的那些异号离子周围的那些异号离子周围的那些异号离子周围的那些异号离子(lz)(lz)群叫做群叫做群叫做群叫做离子离子离子离子(lz)(lz)氛（氛（氛（氛（ionicionicatmosphereatmosphere）。）。）。）。n n由于离子由于离子由于离子由于离子(lz)(lz)氛存在，使离子氛存在，使离子氛存在，使离子氛存在，使离子(lz)(lz)之间互相牵制，不能完全
37、自由运动。当电解质溶液之间互相牵制，不能完全自由运动。当电解质溶液之间互相牵制，不能完全自由运动。当电解质溶液之间互相牵制，不能完全自由运动。当电解质溶液通电时，阳离子通电时，阳离子通电时，阳离子通电时，阳离子(lz)(lz)向阴极移动，但它的离子向阴极移动，但它的离子向阴极移动，但它的离子向阴极移动，但它的离子(lz)(lz)氛却向阳极移动，使离子氛却向阳极移动，使离子氛却向阳极移动，使离子氛却向阳极移动，使离子(lz)(lz)移移移移动的速度显然比毫无牵挂的离子动的速度显然比毫无牵挂的离子动的速度显然比毫无牵挂的离子动的速度显然比毫无牵挂的离子(lz)(lz)要慢些，因此，溶液的导电性就比
38、理论值低一些，要慢些，因此，溶液的导电性就比理论值低一些，要慢些，因此，溶液的导电性就比理论值低一些，要慢些，因此，溶液的导电性就比理论值低一些，由导电测得的电解质在溶液中的离解度也相应降低。由导电测得的电解质在溶液中的离解度也相应降低。由导电测得的电解质在溶液中的离解度也相应降低。由导电测得的电解质在溶液中的离解度也相应降低。第28页/共136页第二十九页，共136页。活度与活度系数活度与活度系数(xsh)n n活度：溶液中能有效自由运动的离子浓度即为活度，又有效浓度，以符号活度：溶液中能有效自由运动的离子浓度即为活度，又有效浓度，以符号活度：溶液中能有效自由运动的离子浓度即为活度，又有效浓
39、度，以符号活度：溶液中能有效自由运动的离子浓度即为活度，又有效浓度，以符号 表示表示表示表示(biosh)(biosh)。n n在热力学中，溶质的活度在热力学中，溶质的活度在热力学中，溶质的活度在热力学中，溶质的活度 与量浓度与量浓度与量浓度与量浓度c(mol/L)c(mol/L)之间关系为之间关系为之间关系为之间关系为=ic=icn ni i称为称为称为称为i i种离子的活度系数，衡量实际溶液与理想溶液之间的偏差大小。该值越小，种离子的活度系数，衡量实际溶液与理想溶液之间的偏差大小。该值越小，种离子的活度系数，衡量实际溶液与理想溶液之间的偏差大小。该值越小，种离子的活度系数，衡量实际溶液与理
40、想溶液之间的偏差大小。该值越小，离子间的相互作用越强，离子活度越小。溶液浓度极稀时，该系数近似等于离子间的相互作用越强，离子活度越小。溶液浓度极稀时，该系数近似等于离子间的相互作用越强，离子活度越小。溶液浓度极稀时，该系数近似等于离子间的相互作用越强，离子活度越小。溶液浓度极稀时，该系数近似等于1 1，则，则，则，则=c=c。Page 97第29页/共136页第三十页，共136页。离子离子(lz)强度强度In n离子的浓度越大，离子所带电荷数越多，离子的浓度越大，离子所带电荷数越多，离子与它的离子氛之间的作用就越强。可离子与它的离子氛之间的作用就越强。可以以(ky)用离子强度（用离子强度（io
41、nic strength）概念）概念来衡量溶液中离子和它的离子氛之间相互来衡量溶液中离子和它的离子氛之间相互作用的强弱。离子强度公式为：作用的强弱。离子强度公式为：Page 97第30页/共136页第三十一页，共136页。Debye-Hckel公式公式(gngsh)n n极限极限极限极限(jxin)(jxin)公式公式公式公式(3.3)(3.3)n n离子强度较小，且离子是点电荷而忽略其大小时使用该公式，另在近似计算时采用该公式。离子强度较小，且离子是点电荷而忽略其大小时使用该公式，另在近似计算时采用该公式。离子强度较小，且离子是点电荷而忽略其大小时使用该公式，另在近似计算时采用该公式。离子强
42、度较小，且离子是点电荷而忽略其大小时使用该公式，另在近似计算时采用该公式。n n校正公式校正公式校正公式校正公式n n需要考虑离子的大小和水合离子的形成等因素时采用需要考虑离子的大小和水合离子的形成等因素时采用需要考虑离子的大小和水合离子的形成等因素时采用需要考虑离子的大小和水合离子的形成等因素时采用n n平均活度系数的计算平均活度系数的计算平均活度系数的计算平均活度系数的计算(3.4)(3.4)n n例例例例3-13-1n n例例例例3-23-2Page 98-99第31页/共136页第三十二页，共136页。弱电解质的离解弱电解质的离解(l ji)平衡平衡n n化学平衡常数化学平衡常数化学平
43、衡常数化学平衡常数n n可逆反应可逆反应可逆反应可逆反应(kn-f(kn-f nyng)nyng)在定温下达到平衡时，包括中和反应、弱电解质的离在定温下达到平衡时，包括中和反应、弱电解质的离在定温下达到平衡时，包括中和反应、弱电解质的离在定温下达到平衡时，包括中和反应、弱电解质的离解、沉淀反应、氧化还原反应等，都存在这样的关系。解、沉淀反应、氧化还原反应等，都存在这样的关系。解、沉淀反应、氧化还原反应等，都存在这样的关系。解、沉淀反应、氧化还原反应等，都存在这样的关系。2023/2/2733aA+bB dD+eEK=Dd EeAa Bbpage 99第32页/共136页第三十三页，共136页。
44、弱电解质的离解弱电解质的离解(l ji)平衡平衡n n离解常数离解常数离解常数离解常数n n离解常数只与弱电解质的本性离解常数只与弱电解质的本性离解常数只与弱电解质的本性离解常数只与弱电解质的本性(bnxng)(bnxng)和温度有关，与浓度无关。和温度有关，与浓度无关。和温度有关，与浓度无关。和温度有关，与浓度无关。2023/2/2734page 100第33页/共136页第三十四页，共136页。弱电解质的离解弱电解质的离解(l ji)平衡平衡n n离解度离解度离解度离解度n n离解度：指弱电解质达到离解平衡时，已离解的分子数与原有分子总数之比，用离解度：指弱电解质达到离解平衡时，已离解的分
45、子数与原有分子总数之比，用离解度：指弱电解质达到离解平衡时，已离解的分子数与原有分子总数之比，用离解度：指弱电解质达到离解平衡时，已离解的分子数与原有分子总数之比，用百分数表示百分数表示百分数表示百分数表示(bi(bi osh)osh)。n n可以表示可以表示可以表示可以表示(bi(bi osh)osh)弱电解质的强弱。弱电解质的强弱。弱电解质的强弱。弱电解质的强弱。n n不仅与电解质的本性和温度有关，还与电解质溶液的浓度有关。不仅与电解质的本性和温度有关，还与电解质溶液的浓度有关。不仅与电解质的本性和温度有关，还与电解质溶液的浓度有关。不仅与电解质的本性和温度有关，还与电解质溶液的浓度有关。
46、2023/2/2735=100%=100%已离解的分子数已离解的分子数原有分子总数原有分子总数已离解的弱电解质浓度已离解的弱电解质浓度弱电解质的原始浓度弱电解质的原始浓度page 101第34页/共136页第三十五页，共136页。弱电解质的离解弱电解质的离解(l ji)平衡平衡n n稀释定律稀释定律稀释定律稀释定律n n初始浓度初始浓度初始浓度初始浓度 c 0 0 c 0 0n n平衡时离解了平衡时离解了平衡时离解了平衡时离解了x x，则，则，则，则=x/c=x/c，故，故，故，故x=c x=c n n平衡浓度平衡浓度平衡浓度平衡浓度cc c ccc c cn n近似近似近似近似(jn s)(
47、jn s)条件：条件：条件：条件：KaKa很小，很小，很小，很小，也很小也很小也很小也很小(5%)(NH4+HS-HAcNH4+HS-HCl+H2O H3O+Cl-Ka 108Page 104第42页/共136页第四十三页，共136页。酸碱的相对酸碱的相对(xingdu)强弱强弱 续续3 3）一种酸的酸性越强，）一种酸的酸性越强，）一种酸的酸性越强，）一种酸的酸性越强，Ka Ka越大，其共轭碱的碱性越弱，越大，其共轭碱的碱性越弱，越大，其共轭碱的碱性越弱，越大，其共轭碱的碱性越弱，KbKb越小；碱越强，其共轭酸越弱。如碱性：越小；碱越强，其共轭酸越弱。如碱性：越小；碱越强，其共轭酸越弱。如碱性
48、：越小；碱越强，其共轭酸越弱。如碱性：Ac-NH3 Ac-NH3 S2-S2-4)4)反应总是由相对较强的酸和碱向生成相对较弱的酸和反应总是由相对较强的酸和碱向生成相对较弱的酸和反应总是由相对较强的酸和碱向生成相对较弱的酸和反应总是由相对较强的酸和碱向生成相对较弱的酸和碱的方向进行。例如：碱的方向进行。例如：碱的方向进行。例如：碱的方向进行。例如：5 5）同一种酸在不同）同一种酸在不同）同一种酸在不同）同一种酸在不同(b tn)(b tn)的溶剂中由于溶剂接受质子的溶剂中由于溶剂接受质子的溶剂中由于溶剂接受质子的溶剂中由于溶剂接受质子能力不同能力不同能力不同能力不同(b tn)(b tn)而显
49、示出不同而显示出不同而显示出不同而显示出不同(b tn)(b tn)的酸性。如：的酸性。如：的酸性。如：的酸性。如：HAcHAc在水中表现为弱酸，而在液氨中表现为强酸。在水中表现为弱酸，而在液氨中表现为强酸。在水中表现为弱酸，而在液氨中表现为强酸。在水中表现为弱酸，而在液氨中表现为强酸。6 6）多元弱酸弱碱的水溶液的离解是分级进行的。如磷酸）多元弱酸弱碱的水溶液的离解是分级进行的。如磷酸）多元弱酸弱碱的水溶液的离解是分级进行的。如磷酸）多元弱酸弱碱的水溶液的离解是分级进行的。如磷酸HCl+HCl+NH3 NH4+Cl-第43页/共136页第四十四页，共136页。共轭酸碱对的共轭酸碱对的Ka与与
50、Kb的关系的关系(gun x)n nPage 105106Page 105106n n共轭酸碱对共轭酸碱对HAc Ac HAc Ac 的的KaKa与与KbKb的关系推导的关系推导(tudo)(tudo)n n例例3-43-4n n例例3-53-5n n注意多元酸碱水解时共轭酸碱对的对应关系注意多元酸碱水解时共轭酸碱对的对应关系第44页/共136页第四十五页，共136页。拉平效应拉平效应(xioyng)与区分效应与区分效应(xioyng)n n能区分酸（或碱）的强弱作用，称为区分效应。能区分酸（或碱）的强弱作用，称为区分效应。能区分酸（或碱）的强弱作用，称为区分效应。能区分酸（或碱）的强弱作用，