酸碱理论
酸碱理论
阐明酸、碱本身以及酸碱反应的本质的各种理论。在历史上曾有多种酸碱理论，其中重要的包括：阿伦尼乌斯酸碱理论——酸碱电离理论布朗斯特-劳里酸碱理论——酸碱质子理论路易斯酸碱理论——酸碱电子理论酸碱溶剂理论软硬酸碱理论最早提出酸、碱概念的是英国R.玻意耳。为酸和碱下了更科学的定义：―所有的酸都是氢的化合物，但其中的氢必须是能够很容易地被金属所置换的。碱则是能够中和酸并产生盐的物质。‖但他不能解释为什么有的酸强，有的酸弱。这一问题为瑞典S.A.阿伦尼乌斯解决。
阿伦尼乌斯电离理论
阿伦尼乌斯酸碱理论在阿伦尼乌斯电离理论的基础上提出的酸碱理论是：―酸、碱是一种电解质，它们在水溶液中会离解，能离解出氢离子的物质是酸；能离解出氢氧根离子的物质是碱。‖由于水溶液中的氢离子和氢氧根离子的浓度是可以测量的，所以这一理论第一次从定量的角度来描写酸碱的性质和它们在化学反应中的行为，指出各种酸碱的电离度可以大不相同，有的达到90％以上，有的只有1％，于是就有强酸和弱酸；强碱和弱碱之分。强酸和强碱在水溶液中完全电离；弱酸和弱碱则部分电离。阿伦尼乌斯还指出，多元酸和多元碱在水溶液中分步离解，能电离出多个氢离子的酸是多元酸；能电离出多个氢氧根离子的碱是多元碱，它们在电离时都是分几步进行的。这一理论还认为酸碱中和反应乃是酸电离出来的氢离子和碱电离出来的氢氧根离子之间的反应：H+＋OH- ===H2O
阿伦尼乌斯酸碱理论也遇到一些难题，如：①在没有水存在时，也能发生酸碱反应，例如氯化氢气体和氨气发生反应生成氯化铵，但这些物质都未电离。②将氯化铵溶于液氨中，溶液即具有酸的特性，能与金属发生反应产生氢气，能使指示剂变色，但氯化铵在液氨这种非水溶剂中并未电离出氢离子。③碳酸钠在水溶液中并不电离出氢氧根离子，但它却是一种碱。要解决这些问题，必须使酸碱概念脱离溶剂（包括水和其他非水溶剂）而独立存在。其次酸碱概念不能脱离化学反应而孤立存在，酸和碱是相互依存的，而且都具有相对性。解决这些难题的是丹麦J.N.布仑斯惕和英国T.M.劳里，他们于1923年提出酸碱质子理论。
酸碱质子理论(Bronsted-Lowry 质子理论）
布仑斯惕(Bronsted)和劳里（Lowry)提出的酸碱定义是：―凡是能够释放出质子(H+)的物质，无论它是分子、原子或离子，都是酸；凡是能够接受质子的物质，无论它是分子、原子或离子，都是碱。‖酸和碱之间存在以下关系：
上式表明酸和碱是相互依赖的。在以下反应中：
HCl＋H2O===H3O+＋Cl-
HCl和H3O+都能够释放出质子，它们都是酸：
H2O和Cl-都能够接受质子，它们都是碱：
上述反应称为质子传递反应，可用一个普遍反应式表示：
酸1＋碱2===酸2＋碱1当一种分子或离子失去质子起着酸的作用的同时，一定有另一种分子或离子接受质子起着碱的作用。酸1和碱1或酸2和碱2称为共轭酸碱对。
酸碱质子理论的优点是：①扩大了酸的范围。只要能够释放出质子的物质，不论它是在水溶液中；或是非水溶剂；或是气相反应；或是熔融状态，它们都是酸，例如NH4+、HCO3-、HSO4-、HS-、H2PO4-、HPO42-、H2O酸。②扩大了碱的范围。NH3和Na2CO3都能接受质子，全是碱：
于是，F-、Cl-、Br-、I-、HSO4-、SO42-等都可算是碱。③一种物质是酸还是碱，是由它在酸碱反应中的作用而定。HCO3-与NaOH反应时放出质子，此时它是一种酸：HCO3-＋NaOHNa+＋CO32-＋H2O，HCO3-与HCl反应时，它又接受质子，则是一种碱：由此可见，酸和碱的概念具有相对性。
当然，酸碱质子理论也有解释不了的问题，例如，无法说明下列反应是酸碱反应：CaO ＋SO3CaSO4在这个反应中SO3显然是酸，但它并未释放质子；CaO显然是碱，但它并未接受质子。又如实验证明了许多不含氢的化合物（它们不能释放质子）如AlCl3、BCl3、SnCl4都可以与碱发生反应，但酸碱质子理论无法解释它们是酸。
路易斯酸碱理论（Lewis 酸碱理论）
1923年美国G.N.路易斯指出，没有任何理由认为酸必须限定在含氢的化合物上，他的这种认识来源于氧化反应不一定非有氧参加。路易斯是共价键理论的创建者，所以他更倾向于用结构的观点为酸碱下定义：―碱是具有孤对电子的物质，这对电子可以用来使别的原子形成稳定的电子层结构。酸则是能接受电子对的物质，它利用碱所具有的孤对电子使其本身的原子达到稳定的电子层结构。‖这一理论很好地解释了一些不能释放出质子的物质也是酸；一些没有接受质子的物质也是碱。如CaO与SO3的反应可解释如下：
在这一反应中，CaO并未接受质子，但它具有孤对电子，这对电子可以用来使SO3中的硫原子达到稳定的8电子层结构，所以CaO是碱。SO3在反应中虽然没有释放质子，但其中的硫原子能够接受CaO中氧原子的孤对电子而达到稳定的8电子层结构，所以SO3是一种酸。
路易斯酸碱理论解释了许多有机反应也是酸碱反应，例如CH3+、C2H5+、CH3CO+都是酸，分别与碱H+、OH-、C2H5O-结合成加合物CH4、C2H5OH、CH3COOC2H5。
但是，路易斯酸碱理论也有一些缺点。比如，某些氧化还原反应（如NaH+HCl==NaCl+H2）也可以被称为是酸碱中和反应。
与此同时，人们在实验中发现，除去杂质的纯水具有微弱的导电性。因此，在水中游离的的氢离子和氢氧根离子存在，而且，当时的人们已测定水中离子的浓度积为１０E-14。当时通常认为水的离解可能用下列方程表示：2H2O=H3O++(OH)-，其生成物是氢氧根离子。
同时，在25℃时测定纯水的导电率，得出h+和（OH)-两种粒子的浓度均为1·10e-7。1909年，哥本哈根的化学家索伦森又提出了用氢离子浓度的负对数PH来表示氢离子浓度。
虽然为，根据电解质离解学说的原理，似乎关于酸和碱的概念已经很明确，但是在20
世纪初由于发现了许多新的实验事实，关于酸和碱的确切定义的问题又被提出来了。在当时的许多新发现中，最具代表性的事实乃是在醋酸钠对盐酸进行库仑已法滴定时，所得到的滴定曲线和用碱滴定盐酸时得到的曲线颇为相似。
早在1908年，英国曼彻斯特的科学家拉普斯根据测定水对醇溶液中酯化作用的影响提出，酸是氢离子的给予体（即质子的给予体），碱则是氢离子的接受体。1923年，英国剑桥大学的教授洛里和丹麦布朗斯台德，以及同是丹麦人的比约鲁姆都同时而又各自独立地扩展了这些概念。在3人之中，布朗斯台德将酸碱理论发展得最完备。根据布氏的理论，酸应该是能给出质子的各种分子或离子（即质子给予接受体）。
依据布朗斯台德的观点来看，铵离子应该看成是酸，原因是它能够给出质子而生成NH3；氨因此是碱，原因是它能够接受质子。推而广之，则酸中的阴离子可以看作碱。所以，酸所生成的盐，理所应当呈碱性。布朗斯台德的理论进一步论证了不含氢的基（或离子）做质子给予体所需的条件。
同在1923年，路易斯提出了更一般性的酸碱理论，并于1928年将其进一步发展。在这里，路易斯把原子价的电子学说作为他的新理论的基础。据此，他认为碱是含有孤电子对的任何分子；酸是能够与这种孤电子对相结合的基或分子。路易斯的酸碱理论认为，O、SO3、H+、NH4等都是酸；而CN-、（OH)-等都是碱。用路易斯的理论可以解释许多问题，诸如在滴定不含氢离子的溶液时，指示剂的颜色为什么会改变等等。
在路易斯等人之后，苏联化学家乌萨诺维奇于1939年又提出了一种新的关于酸碱反应；不含质子的物质大都可以看成是酸或碱。其实，乌萨诺维奇的理论在布朗斯台德理论的基础上对其作了很大的扩展，结果使之包罗万象。他认为阳离子或阴离子或电子接受体都是酸；能够接受任何阳离子或阴离子和电子的物质都是碱。如此一来，他把盐的生成反应，甚至氧化还原反应都看成酸碱的反应过程了。因此，酸碱的概念本身愈加模糊不清。
布朗斯台德也好，路易斯和乌萨诺维奇也好，他们的理论各有利弊，关于酸和碱的概念及其理论有待进一步完善。
参考理论
1.Arrhenius理论，也叫“水-离子理论”
定义：凡是水溶液中产生H+离子的物质就叫酸，产生OH-离子的就叫碱。
重要性及优点：是建立在电离理论之上，大众最熟知的经典酸碱理论。建立了对酸碱强度的定量描述；适用于pH计算、电离度计算、缓冲溶液计算、溶解度计算。
缺点：不能说明Ac-，F-，(CO3)2-，NH3也是碱；不能说明NH3与HCl是酸碱反应；错误的认为水中有―NH4OH‖这种物质；不能说明非水质子溶剂(液NH3，液HF)和非质子溶剂(液SO3，液N2O4，液BrF3)中的酸碱反应；不能说明无溶剂体系的酸碱反应(固体BaO 和液态或气态SO3反应生成固体BaSO4)
2.Brownst-Lowry理论，也叫“质子理论”
定义：任何能释放出质子的物质叫酸，任何能结合质子的物质叫碱。
酸＝碱+ 质子(H+)
重要性及优点：提出了―共扼酸碱对‖的概念；将酸碱概念从―水体系‖推广到―质子体系‖。
缺点：不能用于非质子溶剂体系
3.溶剂体系理论
定义：凡是在溶剂中产生该溶剂的特征阳离子的溶质叫酸，产生该溶剂的特征阴离子的溶质叫碱。
重要性及优点：典型的自偶电离；将酸碱理论从―质子体系‖推广到―非质子体系‖；能很好的说明以下反应
①Fe3+ + HCO3- --> Fe(OH)3 + CO2 (未配平)
②乙酸+ KH --> H2 + 乙酸钾
③NH4Cl + KNH2 -->KCl + NH3 (未配平)
④SbF5 + KF --> KSbF6 (液态BrF3体系)
⑤SOCl2 + CsSO3 -->CsCl + SO2 (未配平)；适用于非水溶剂体系和超酸体系。
缺点：只能用于自电离溶剂体系；不能说明在苯、氯仿、醚等溶剂体系中的酸碱反应。
4.Lewis理论，也叫“电子理论”
定义：凡能提供电子对的物质叫碱，能从碱接受电子对的物质叫酸。
酸+ 碱: = A:B
重要性及优点：能说明不含质子的物质的酸碱性,如金属阳离子、缺电子化合物、极性双键分子(典型的羰基分子)、价层可扩展原子化合物(某些P区元素的配合物)、具有孤对电子的中性分子、含有C=C键分子(典型的蔡斯盐)；应用最为广泛。
注意：Lewis碱包括全部Brownst碱，Lewis酸则不一定包括Brownst酸。
缺点：在判断酸碱强度时，电子理论和质子理论有部分冲突，如对Zn2+的判断
5.Lux理论，也叫“氧负离子理论”
定义：能接受氧负离子O2-的物质是酸，能提供氧负离子的物质是碱。
酸＝碱+ O2-
重要性及优点：适用高温氧化物反应，在冶金、玻璃陶瓷、硅酸盐工业中有很重要的作用。
缺点：适用面较小
6.HSAB理论，也叫“硬软酸碱理论”
(the theory of hard and soft acids and bases)
注意：准确说并不能和前5种理论放在并列的位置，它只是Lewis理论的延伸或说是特殊情况。
定义
体积小，正电荷数高，可极化性低的中心原子称作硬酸，体积大，正电荷数低，可极化性高的中心原子称作软酸。将电负性高，极化性低难被氧化的配位原子称为硬碱，反之为软碱。
将酸和碱根据性质不同分为软硬两类的理论。1963年由R.G. 皮尔孙提出。1958 年S.阿尔兰德、J.查特和N.R.戴维斯根据某些配位原子易与Ag+、Hg2+、Pt2+ 配位；另一些则易与Al3+、Ti4+配位，将金属离子分为两类。a类金属离子包括碱金属、碱土金属Ti4+、Fe3+、Cr3+、H+；b 类金属离子包括Cu+、Ag+、Hg2+、Pt2+。皮尔孙在前人工作的基础上提出以软硬酸碱来区分金属离子和配位原子，硬酸包括a 类金属离子，硬碱包括H2O、F-等；软酸包括b类金属离子，软碱包括H-、I-等；交界酸包括Fe2+、Cu2+等，交界碱包括等。
分类
皮尔孙提出的酸碱反应规律为：―硬酸优先与硬碱结合，软酸优先与软碱结合。‖这虽然是一条经验规律，但应用颇广：①取代反应都倾向于形成硬- 硬、软- 软的化合物。②软-软、硬-硬化合物较为稳定，软- 硬化合物不够稳定。③硬溶剂优先溶解硬溶质，软溶剂优先溶解软溶质，许多有机化合物不易溶于水，就是因为水是硬碱。④解释催化作用。有机反应中的弗里德-克雷夫茨反应以无水氯化铝(AlCl3)做催化剂，AlCl3是硬酸，与RCl中的硬碱Cl -结合而活化。
Arrhenius酸碱离子理论
酸碱离子理论是阿仑尼乌斯（Arrhenius）根据他的电离学说提出来的。他认为在水中能电离出氢离子并且不产生其它阳离子的物质叫酸。在水中能电离出氢氧根离子并且不产生其它阴离子的物质叫碱。酸碱中和反应的实质是氢离子和氢氧根离子结合成水。这个理论取得了很大成功，但它的局限性也早就暴露出来。例如，气态氨与氯化氢反应迅速生成氯化铵，这个酸碱中和反应并没有水的生成；又如氨的水溶液显碱性，曾错误地认为NH3和H2O形成弱电解质NH4OH分子，然后离解出OH-+等。
由于阿仑尼乌斯的酸碱离子理论不能解一些非水溶液中进行地酸碱反应等问题，1923年布朗斯特（Bronsted）提出了酸碱质子理论，把酸碱概念加以推广。酸碱质子理论认为凡是能给出质子的物质都是酸，凡是能与质子结合的物质都是碱。即酸是质子的给予体，碱是质子的接受体。这样，一个酸给出质子后余下的部分自然就是碱，因为它本身就是与质子结合的。它们的关系如下：酸→质子（H+）+共轭碱
这种关系叫做酸碱的共轭关系，式中略去了HB和B可能出现的电荷。右边的碱是左边酸的共轭碱，左边的酸是右边碱的共轭酸，两者组成一个共轭酸碱对，它们只差一个质子。
从以上例子可以看出，酸和碱可以是分子，也可以是阳离子和阴离子。还可以看出，像HPO2-4这样的
物质，既表现酸，也表现为碱，所以它是两性物质。同理，H2O，HCO-3等也是两性物质。
值得注意的是，在Bronsted酸碱质子理论中，一种物质到底应该是Bronsted酸还是酸碱加合物需要结合具体反应。这一点与Lewis酸碱电子理论类似。
二、共轭酸碱的强弱
共轭酸碱对的离解常数Ka和Kb之间有确定的关系。以HAc为例推导如下：
由于溶剂水的浓度不常数，所以它不出现在平衡常数式中。
用KW表示[H3O+][OH-]，KW称为水的离子积。这说明在一定温度下，水中的[H3O+]与[OH-]的乘积为一常数。所以Ka·Kb=KW （2-7）
24℃时KW值为1.0×10-14.这个关系说明,只知道了酸的离解常数Ka,就可以计算出它的共轭碱的Kb，反之亦然。Ka和Kb是成反比的，而Ka和Kb正是反映酸和碱的强度，所以，在共轭酸碱对中，酸的强度愈大，其共轭碱的强度愈小；碱的强度愈大，其共轭酸的强度愈小。表2-6列出了一些共轭厔碱对的强度次序。
表2-6 共轭酸碱的强度次序
酸性增强共轭酸（HB）Ka（在水中）pKa（在水中）共轭碱（B）碱性增强
H3O+ H2O H2C2O4 5.4×10-2 1.27 HC2O-4 H2SO3 1.54×10 1.81 HSO-3 HSO-4 1.20×10-2 1.92 SO2-4 H3PO4 7.51×10-3 2.12 H2PO-4 HNO2 4.6×10-4 3.37 NO-2 HF 3.53×10-4 3.45 F- HCOOH 1.77×10-4 3.75 HCOO- HC2O-4 5.4×10-5 4.27 C2O2-4
CH3COOH 1.76×10-5 4.75 CH3COO- H2CO3 4.30×10-7 6.37 HCO-3 HSO-3 1.02×10-7 6.91 SO2-3 H2S 9.1×10-8 7.04 HS- H2PO-4 6.23×10-8 7.21 HPO2-4 NH+4 5.68×10-10 9.25 NH3 HCN 4.93×10-10 9.31 CH- HCO-3 5.61×1011 10.25 CO2-3 H2O2 2.4×10-12 11.62 HO-2 HS- 1.1×10-12 11.96 S2- HPO2-4 2.2×10-13 12.67 PO3-4 H2O OH-
根据酸碱质子理论，酸碱在溶液中所表现出来的强度，不仅与酸碱的本性有关，也与溶剂的本性有关。我们所能测定的是酸碱在一定溶剂中表现出来的相对强度。同一种酸或碱，如果溶于不同的溶剂，它们所表现的相对强度就不同。例如HOAc在水中表现为弱酸，但在液氨中表现为强酸，这是因为液氨夺取质子的能力（即碱性）比水要强得多。这种现象进一步说明了酸碱强度的相对性。
三、酸碱反应
酸碱质子理论中的酸碱反应是酸碱之间的质子传递。例如：
这个反应无论在水溶液中、苯或气相中，它的实质都是一样的。HCL是酸，放出质子给NH3，然后转变成共轭碱CL-，NH3是碱，接受质子后转变成共轭酸NH4+。强碱夺取了强酸放出的质子，转化为较弱的共轭酸和共轭碱。
酸碱质子理论不仅扩大了酸碱的范围，还可以把酸碱离解作用、中和反应、水解反应等，都看作是质子传递的酸碱反应。
由此可见，酸碱质子理论更好地解释了酸碱反应，摆脱了酸碱必须在水中才能发生反应的局限性，解决了一些非水溶剂或气体间的酸碱反应，并把水溶液中进行的某些离子反应系统地归纳为质子传递的酸碱反应，加深了人们对酸碱和酸碱反应的认识。但是酸碱质子理论不能解释那些不交换质子而又具有酸碱性的物质，因此它还存在着一定的局限性。
路易斯提出的酸碱电子理论是目前概括最广的酸碱理论。该理论认为，凡是能给出电子对的物质叫做碱；凡是能接受电子对的物质叫做酸。即酸是电子对的接受体，碱是电子对的给予体。因此，碱中给出电子的原子至少有一对孤对电子（未成键的电子对），而酸中接受电子的原子至少有一个空轨道（外层未填充电子的轨道），以便接受碱给予的电子对，这种由路易斯定义的酸和碱叫做路易斯酸和路易斯碱。例如，三氟化硼（BF3）是路易斯酸，因为BF3中的B原子有一个空轨道是电子的接受体。NH3中N原子有一对孤对电子，是电子对的给予体，为路易斯碱。但是，由于酸碱电子理论概括的酸碱范围太宽，使其实用价值受到一定的限制。
Lewis酸碱理论
目录
酸碱理论的发展
电子酸碱的定义
酸碱反应的基本类型
酸碱电子理论的不足
酸碱理论的发展
电子酸碱的定义
酸碱反应的基本类型
酸碱电子理论的不足
酸碱理论的发展
布朗斯特酸碱理论概念的核心系于分子或离子间的质子转移,显然无法对不涉及质子转移,但却具有酸碱特征的反应做解释.这一不足在布朗斯特概念提出的同年由美国化学家Lewis.G.N提出的另一个更广的酸碱概念所弥补,但后者直到20世纪30年代才开始在化学界产生影响.
酸碱电子理论（the electronic theory of acid and alkali），也称广义酸碱理论、路易斯（lewis）酸碱理论，是1923年美国物理化学家吉尔伯特·牛顿·路易斯（Lewis G N）提出的一种酸碱理论，它认为：凡是可以接受外来电子对的分子、基团或离子为酸；凡可以提供电子对的分子、基团或离子为碱。这种理论包含的酸碱范围很广，但是，它对确定酸碱的相对强弱来说，没有统一的标度，对酸碱的反应方向难以判断。后来，皮尔逊提出的软硬酸碱理论弥补了这种理论的缺陷。
电子酸碱的定义
该理论认为：
凡是能够接受外来电子对的分子、离子或原子团称为路易斯酸(Lewis acid)，即电子对接受体，简称受体；
凡是能够给出电子对的分子、离子或原子团称为路易斯碱（Lewis base），即电子对给予体，简称给体。
或者说：
路易斯酸(Lewis acid)是指能作为电子对接受体(Electron pair acceptor)的原子,分子，离子或原子团;
路易斯碱(Lewis base)则指能作为电子对给予体(Electron pair donor)的原子,分子，离子或原子团;
酸碱反应是电子对接受体与电子对给予体之间形成配位共价键的反应.
路易斯酸的分类
1、配位化合物中的金属阳离子,例如[Fe(H2O)6]3+和[Cu(NH3)4]2+中的Fe3+离子和Cu2+离子.
2、有些分子和离子的中心原子尽管满足了8电子结构,仍可扩大其配位层以接纳更多的电子对.如SiF4 是个路易斯酸,可结合2个F–的电子对形成[SiF6]2–.
3、另一些分子和离子的中心原子也满足8电子结构,但可通过价层电子重排接纳更多的电子对.再如CO2能接受OH–离子中O 原子上的孤对电子
4、某些闭合壳层分子可通过其反键分子轨道容纳外来电子对.碘的丙酮溶液呈现特有的棕色,是因为I2分子反键轨道接纳丙酮中氧原子的孤对电子形成配合物(CH3)2COI2.再如四氰基乙烯(TCNE)的π*轨道能接受一对孤对电子。
常见的Lewis酸：
1.正离子、金属离子：钠离子、烷基正离子、硝基正离子
2.受电子分子（缺电子化合物）：三氟化硼、三氯化铝、三氧化硫、二氯卡宾
3.分子中的极性基团：羰基、氰基
在有机化学中Lewis酸是亲电试剂
路易斯碱的分类
1、阴离子
2、具有孤对电子的中性分子如NH3,H2O,CO2,CH3OH;
3、含有碳-碳双键的分子如CH2=CH2.
Lewis碱显然包括所有Bronsted碱,但Lewis酸与Bronsted酸不一致,如HCl,HNO3是Bronsted酸,但不是Lewis酸,而是酸碱加合物.
常见的Lewis碱：
1.负离子：卤离子、氢氧根离子、烷氧基离子、烯烃、芳香化合物
2.带有孤电子对的化合物：氨、胺、醇、醚、硫醇、二氧化碳
在有机化学中Lewis碱是亲核试剂
注意：
1.Lewis酸碱电子理论中只有酸、碱和酸碱络合物，没有盐的概念；
2.在酸碱电子理论中，一种物质究竟属于碱，还是属于酸，还是酸碱配合物，应该在具体反应中确定。在反应中起酸作用的是酸，起碱作用的是碱，而不能脱离具体反应来辨认物质的酸碱性。同一种物质，在不同的反应环境中，既可以做酸，也可以做碱。
3.正离子一般起酸的作用，负离子一般起碱的作用；AlCl3, SnCl2, FeCl3, BF3, SnCl4, BCl3, SbCl5等都是常见的Lewis酸；
4.这一理论的不足之处在于酸碱的特征不明显
酸碱反应的基本类型
根据酸碱电子论，可把酸碱反应分为以下四种类型：
1．酸碱加合反应酸碱反应是电子对接受体与电子对给予体之间形成配位共价键的反应如：
Ag+ +2∶NH3 = [Ag(NH3)2]+
2．酸取代反应酸取代了酸碱配合物中的酸，生成了新的酸碱配合物，这种取代反应叫酸取代反应。
如：Al(OH)3 + 3H+= Al3+ + 3H2O
酸（H）取代了酸碱配合物Al(OH)中的酸(Al)，形成了新的酸碱配合物H2O。
又如：[CdI] + Hg = [HgI] + Cd
酸(Hg)取代了酸碱配合物[CdI]中的酸( Cd)，形成了新的酸碱配合物[HgI]。
3．碱取代反应碱取代了酸碱配合物中的碱，生成了新的酸碱配合物，这种取代反应叫碱取代反应。
如：[Cu(NH3)2]2+ + 2OH-== Cu(OH)2↓ + 4NH3
碱(OH)取代了酸碱配合物[Cu(NH)]中的碱(NH)，形成了新的酸碱配合物Cu(OH)。
又如：[Ag(NH3)2]+ I ==AgI↓ + 2NH3
碱(I)取代了酸碱配合物[Ag(NH3)2]中的碱(NH3)，形成了新的酸碱配合物AgI。
4．双取代反应两种酸碱配合物中的酸碱互相交叉取代，生成两种新的酸碱配合物，这种取代反应称为双取代反应。
如：BaCl2 + Na2SO4 = BaSO4+ 2NaCl
CH3COOH + CH3OH = CH3COOCH3 + H2O
也有化学家这样分类：
A + :
B A—B 配位反应（即以上分类中的酸碱加合反应）
第一类反应叫配合物形成反应(Complex formation reaction), 是最简单的一类路易斯酸碱反应,或是酸与碱在惰性溶剂(Non-coordinating solvent)中发生的反应,或是反应物与溶剂本身的反应,或发生在气相的反应:
第二类反应叫置换反应(Displacement Reaction).或表示配合物中的碱配位体被一个外来碱置换,例如:
A —
B + :B A—B' +:B 取代反应（即以上分类中的酸取代反应和碱取代反应）
或表示配合物中的酸被一个外来酸置换,例如:
[MnF6]2- + 2 SbF5 2 [SbF6]- + MnF4
HS-(aq) + H2O(l) H3O+(aq) + S2-(aq)
[Cu(NH3)4]2+(aq) + 4 H2O(l)
[Cu(H2O)4]2+(aq) + 4 NH3(g)
第三类反应叫复分解反应(Metathesis Reaction),希腊语中的"Metathesis"意为"交换",所以复分解反应即配位体交换反应,又叫双取代反应.例如:
A —
B + A'—B' A—B' + A'—B 复分解反应（即以上分类中的双取代反应）
(C2H5)3Si-I + AgBr
(C2H5)3Si-Br + AgI
酸碱电子理论的不足
酸碱电子理论扩大了酸碱范围，可把酸碱概念用于许多有机反应和无溶剂反应，如：CaO + SiO = CaSiO。这是它的优点。它的缺点是这一理论包罗万象，使酸碱特征不明显，同时，如果选择不同的反应对象，酸或碱的强弱次序也可能不同，对酸碱强弱也没有一个定量标准。
软硬酸碱理论
软硬酸碱理论：将酸和碱根据性质的不同各分为软硬两类的理论。
目录
简介
分类
皮尔孙提出的酸碱反应规律为
简史
化学反应
参考书目
简介
软硬酸碱理论：将酸和碱根据性质的不同各分为软硬两类的理论。
the theory of hard and soft acids and bases
概念：体积小，正电荷数高，可极化性低的中心原子称作硬酸，体积大，正电荷数低，可极化性高的中心原子称作软酸。将电负性高，极化性低难被氧化的配位原子称为硬碱，反之为软碱。硬酸和硬碱以库仑力作为主要的作用力；软酸和软碱以共价键力作为主要的相互作用力。
分类
将酸和碱根据性质不同分为软硬两类的理论。1963年由R.G. 皮尔孙提出。1958 年S.阿尔兰德、J.查特和N.R.戴维斯根据某些配位原子易与Ag+、Hg2+、Pt2+ 配位；另一些则易与Al3+、Ti4+配位，将金属离子分为两类。a类金属离子包括碱金属、碱土金属Ti4+、Fe3+、Cr3+、H+；b 类金属离子包括Cu+、Ag+、Hg2+、Pt2+。皮尔孙在前人工作的基础上提出以软硬酸碱来区分金属离子和配位原子：
硬酸包括a类金属离子（碱金属、碱土金属Ti4+、Fe3+、Cr3+、H+）
硬碱包括F-、OH-、H2O、NH3、O2-、CH3COO-、PO43-、SO42-、CO32-、ClO4-、NO3-、ROH等
软酸包括b类金属离子Cu+、Ag+、Hg2+、Pt2+ Au+;Cd2+; Pd2+、Hg2+及M0等软碱包括I-、SCN-、CN-、CO、H-、S2O32-、C2H4、RS-、S2-等
交界酸包括Fe2+、Co2+、Ni2+; Zn2+、Pb2+、Sn2+、Sb3+、Cr2+、Bi3+ 、Cu2+等，
交界碱包括N3-、Br- 、NO2-、N2 、SO32-等
皮尔孙提出的酸碱反应规律为
―硬酸优先与硬碱结合，软酸优先与软碱结合。‖
这虽然是一条经验规律，但应用颇广：
①取代反应都倾向于形成硬- 硬、软- 软的化合物。
②软-软、硬-硬化合物较为稳定，软- 硬化合物不够稳定。
③硬溶剂优先溶解硬溶质，软溶剂优先溶解软溶质，许多有机化合物不易溶于水，就是因为水是硬碱。
④解释催化作用。有机反应中的弗里德-克雷夫茨反应以无水氯化铝(AlCl3)做催化剂，AlCl3是硬酸，与RCl中的硬碱Cl -结合而活化。
用软硬酸碱理论解释为什么AgCl不溶于水，而AgF溶于水：
卤化银中，Ag+是软酸，与Cl-（交界酸）、Br-、I-（软酸）键合较水强，这些盐溶解度就小；但Ag+ 与F-（硬碱）键合较水弱，AgF溶解度就大。
用软硬酸碱理论如何解释硫酸中与-OH基相连的S是硬酸还是软酸：
1、中心S是+6价，正电荷越高，即硬酸。
2、硫酸是一种很稳定的酸，而硬硬结合或软软结合的产物一般都很稳定。
简史
将酸和碱根据性质的不同各分为软硬两类的理论。1963年由R.G.皮尔孙提出。本理论适用于说明多种化学现象，如酸碱反应、金属和配位体间的作用、配离子形成（见配位化学），
共价键和离子键的形成等。
1958年S.阿尔兰德、J.查特和N.R.戴维斯根据某些配位原子易与Ag、Hg、Pt配位,而另一些配位原子易与Al、Ti等配位, 将金属离子和配位原子分成a和b两类。a类金属离子包括碱金属、碱土金属、高氧化数的轻过渡元素Ti、Fe、Cr和H；b类金属离子包括较重的、低氧化数的过渡元素Cu、Ag、Hg、Pt。a类金属离子的特性随氧化数升高而加强,它优先与体积小、电负性大的原子结合;b类金属离子形成化合物的稳定性，因配位原子的电负性增大而减弱：C≈S>I>Br>Cl>N>O>F
此顺序几乎（不是全部）和a类金属离子形成化合物的稳定性顺序相反（见表），如与水相比，硫醚R2S (R为烷基)与b类金属离子Hg、Pt、Pd等配位倾向较强。这个经验性总结有助于判断配位化合物的稳定性。
皮尔孙在前人工作的基础上提出以软硬酸碱来区分a类和b类金属离子和配位原子。硬酸包括a类金属离子,硬碱包括H2O、F等；软酸包括b类金属离子,软碱包括H、I等；交界酸包括Fe、Cu，交界碱包括NO娱、SO娫等（表1）。皮尔孙提出酸碱反应的规律为：硬酸优先与硬碱结合，软酸优先与软碱结合。这是一个很有用的经验规则。
化学反应
软硬酸碱理论可说明多种化学现象。
取代反应
酸碱取代作用倾向于形成硬-硬、软-软化合物：HI(g)+F(g)─→HF(g)+I(g) ΔH=-263.6kJ/mol
式中g为气态。H是硬酸，优先与硬碱F结合，反应放热。
双取代反应也倾向于生成硬-硬、软-软化合物，反应放热，如Li、Be是硬酸（Be比Sr硬），F是硬碱，I是软碱，反应如下：LiI+CsF─→LiF+CsIΔH=-65.7kJ/mol BeI2+SrF2─→BeF2+SrI2ΔH=-200.8kJ/mol
化合物的稳定性
软－软、硬－硬化合物较为稳定。如软酸Cu易与软碱CN生成稳定的配位化合物(简称配合物)Cu(CN)娱,其稳定常数lgβ2=24,此值大于Cu与硬碱NH3配合物Cu(NH3)娚的稳定常数(lgβ2=10.8);又如软酸Cd与软碱CN的配合物Cd(CN)嵆的稳定常数lgβ4=18.9,大于Cd与硬碱NH3配合物Cd(NH3)娸的稳定常数(lgβ4=6.92)；软碱I易与软酸I2、Ag形成稳定的I婣、AgI娱,而硬碱却不能形成稳定的I2F、AgF娱。
一般软-硬化合物不够稳定，如CH2F2易分解：2CH2F2(g)─→CH4(g)+C F4(g)
硬酸Mg、Ca、Sr、Ba、Al等在自然界的矿物都是与硬碱O、F、CO娫、SO娸等的
化合物，而软酸Ag、Hg等主要是与软碱S等的化合物。
高氧化数金属的化合物都是氧化物和氟化物，属硬-硬化合物,如OsO4、Mn2O7、IF7、OsF6；而某些低氧化数的金属与软碱的化合物比较稳定，如Mn(CO)5Cl。
溶解度
物质的溶解也是溶质和溶剂间的酸碱反应。常用的硬碱溶剂水和氨，较易溶解硬酸-硬碱的化合物，如LiCl、MgSO4、KNO3、…；而软碱溶剂如苯等,易溶解软酸Br2、I2。
软酸Ag与硬碱F的化合物易溶于水,而软酸Ag与软碱Br、I的化合物难溶。Ag与硬碱NH3配合物的稳定常数lgβ2=7.4。对软酸Ag来说，碱的软性减弱顺序是：硬溶剂优先溶解硬溶质，软溶剂优先溶解软溶质。许多有机化合物不易溶于水，就是因为水是硬碱。
金属的电极电势
M(s)─→M(aq)+n e
式中s为固态;aq为水溶液。金属离子化倾向取决于三个过程的能量：M(s)─→M(g)（升华）
M(g)─→M(g)+n e（电离）
M(g)+n e─→M(aq)+n e（水合）
式中g为气态。金属的升华、电离都是吸热过程,水合是放热过程。从能量角度看，反应的推动力是水合能。若M是硬酸，则较易与硬碱（水）结合,金属的电极电势偏高；若M 是软酸，与水的结合力较弱,金属的电势相应偏低。对于软酸（如Ag），如加入软碱（如Br 等），因发生软－软结合,使金属的标准电极电势有所降低,如：
在液氨溶剂中,由于NH3不如H2O强,使某些硬酸的电势有所升高，而有些软酸的电势有所降低（与在水中的电极电势比）。
异性双基配体的配位情况常见到的异性双基配体（见配位化合物）有SCN、SeCN、OCN、CNO、CN、S2O娫、…等,它们与何种原子配位，也可以利用硬-硬、软-软结合规则来判断:Fe是硬酸,将与SCN中―硬端‖N原子结合成Fe(NCS)3，其他如表所示。类聚作用酸或碱的接受或给予原子的酸碱性受形成配合物时配位体软、硬性的影响。一般软配位体倾向于使酸、碱变软，而硬的配位体趋向于使硬性增强。如【CoF(NH3)5】比【CoI(NH3)5】稳定，因硬碱NH3加强了Co的硬性，使之更易与强碱F结合。反之，若用软碱CN代替硬碱NH3，加强了Co的软性，使【Co(CN)5I】稳定，而【Co(CN)5F】则不能形成。
加合反应热效应表2是水溶液中的几个酸碱反应实例，前六个都是硬酸-硬碱的结合,ΔH （焓变）的绝对值都不大,TΔS（T为温度；ΔS为熵变）是较大的正值，其正向反应的推动力是TΔS；软酸-软碱结合的ΔH为负值，TΔS也是较小的值。
在水溶液中，软酸-软碱、硬酸-硬碱类型的结合，其ΔH和TΔS值的差别与水合作用有关。H2O是硬性物,硬碱、硬酸原先都有强烈的水合作用，当硬酸和硬碱加合时，排挤出原先的水分子，使混乱度增高，即ΔS增大；而软酸、软碱原先的水合较弱，当较酸和软碱发
生加合时，放热明显，愈软，放热愈多。例如，Hg是软酸,它与软碱CH婣加合得CH3Hg，后者与软碱RS加合，放热更多。
催化反应
有机化学中的弗里德-克雷夫茨反应以无水氯化铝AlCl3作催化剂。AlCl3是硬酸,与RCl 中的硬碱Cl结合而活化：
R与苯核作用：
硬酸H与AlCl嬄中的硬碱Cl结合：
其他硬酸如SnCl4、FeCl3也有类似于AlCl3的作用。
金属催化剂中毒问题，也可从软硬酸碱规则来理解。一般零氧化数的金属都是软酸，易与软碱反应而中毒。如铁(软酸)催化剂，易与软碱如一氧化碳、硫、磷、砷等发生不可逆反应而引起铁中毒；硬碱如氧、水与铁发生可逆反应，不会引起铁中毒。
取代反应的速率
一般形成软酸－软碱化合物的反应速率较高。CH3Cl是软酸CH幦和硬碱Cl的化合物,其中的CH幦能与软碱RS、I、S2O娫、R3P等发生较快的取代反应,而与硬碱RO、R3N、F、SO娸等的取代反应速率较低：CH3Cl+RS─→CH3SR+Cl
CH3Cl+RO─→CH3OR+Cl
前一个反应的速率是后者的100倍。
又如HI和AgF都是软－硬化合物。HI中的I(软碱)与Ag（软酸）发生快反应。同理，AgF中的F（硬碱）与Al（硬酸）也发生快反应：HI+Ag─→AgI+H
3AgF+Al─→AlF3+3Ag
为了统一酸碱软硬标度, 皮尔孙以H(质子)作为硬酸、CH3Hg（甲基汞离子）作为软酸的实验标准来测定它们与碱(B)反应的平衡常数,以决定碱的相对反应性能：
软硬酸碱理论
硬酸H的参比平衡常数对数值lg K1的改变趋势与软酸CH3Hg的参比平衡常数对数值lg K1的改变趋势恰好相反(表3)。这表明：酸碱软硬标度既与碱本身的性质有关，也和与之结合
的酸的特性有关。同理，可用标准硬碱和标准软碱为参比，测定与酸的相对反应性质。
有机化学酸碱理论
有机化学酸碱理论 1、阿伦尼乌斯酸碱理论： 水中离解的局限性 2、J.N.Brфnsted酸碱理论： 定义：在反应中能提供质子的分子或离子为酸；接受质子的分子或离子为碱。 酸碱的相对性：同一种物质，在一个反应中是酸，在另一个反应中也可能是碱。 共轭酸碱对：酸给出质子成为碱（酸的共轭碱），碱得到质子成为酸（碱的共轭酸） 酸越强，则酸的共轭碱越弱；碱越强，碱的共轭酸越弱。反应的结果就是强酸与强碱反应生成弱酸和弱碱。 3、G.N.Lewis酸碱理论： 定义：能够接受电子的分子和离子即Lewis酸；能够提供电子的分子和离子即Lewis碱。 Lewis酸：具有空轨道和未充满外层笛子轨道，电子受体，亲电试剂； AlCl3 BF3 FeCl3 ZnCl2 Ag+ R+ NO2+ Lewis碱：具有孤对电子和π电子，电子供体，亲核试剂。
NH3 ROH X- OH- RO- 酸碱理论 酸碱理论(acid-base theory) 阐明酸、碱本身以及酸碱反应的本质的各种理论。在历史上曾有多种酸碱理论，其中重要的包括： 阿伦尼乌斯酸碱理论——酸碱电离理论布朗斯特-劳里酸碱理论——酸碱质子理论路易斯酸碱理论——酸碱电子理论酸碱溶剂理论软硬酸碱理论最早提出酸、碱概念的是英国R.玻意耳。法国A.L.拉瓦锡又提出氧是所有酸中普遍存在的和必不可少的元素，英国H.戴维以盐酸中不含氧的实验事实证明拉瓦锡的看法是错误的，戴维认为：“判断一种物质是不是酸，要看它是否含有氢。”这个概念带有片面性，因为很多有机化合物和氨都含有氢，但并不是酸。德国J.von李比希弥补了戴维的不足，为酸和碱下了更科学的定义：“所有的酸都是氢的化合物，但其中的氢必须是能够很容易地被金属所置换的。碱则是能够中和酸并产生盐的物质。”但他不能解释为什么有的酸强，有的酸弱。这一问题为瑞典S.A.阿伦尼乌斯解决。 阿伦尼乌斯酸碱理论[1]在阿伦尼乌斯电离理论的基础上提出的酸碱理论是：“酸、碱是一种电解质，它们在水溶液中会离解，能离解出氢离子的物质是酸；能离解出氢氧根离子的物质是碱。”由于水溶液中的氢离子和氢氧根离子的浓度是可以测量的，所以这一理论第一次从定量的角度来描写酸碱的性质和它们在化学反应中的行为，指出各种酸碱的电离度可以大不相同，有的达到90％以上，有的只有1％，于是就有强酸和弱酸；强碱和弱碱之分。强酸和强碱在水溶液中完全电离；弱酸和弱碱则部分电离。阿伦尼乌斯还指出，多元酸和多元碱在水溶液中分步离解，能电离出多个氢离子的酸是多元酸；能电离出多个氢氧根离子的碱是多元碱，它们在电离时都是分几步进行的。这一理论还认为酸碱中和反应乃是酸电离出来的氢离子和碱电离出来的氢氧根离子之间的反应：H+＋OH- ===H2O 阿伦尼乌斯酸碱理论也遇到一些难题，如：①在没有水存在时，也能发生酸碱反应，例如氯化氢气体和氨气发生反应生成氯化铵，但这些物质都未电离。②将氯化铵溶于液氨中，溶液即具有酸的特性，能与金属发生反应产生氢气，能使指示剂变色，但氯化铵在液氨这种非水溶剂中并未电离出氢离子。③碳酸钠在水溶液中并不电离出氢氧根离子，但它却是一种碱。要解决这些问题，必须使酸碱概念脱离溶剂（包括水和其他非水溶剂）而独立存在。其次酸碱概念不能脱离化学反应而孤立存在，酸和碱是相互依存的，而且都具有相对性。解决这些难题的是丹麦J.N.布仑斯惕和英国T. M.劳里，他们于1923年提出酸碱质子理论。
分析化学发展史
分析化学发展史 摘要]分析化学始于一些分析检验的实践活动。商品生产和交换的发展,促进了分析检验工作。 16世纪,化学反应广泛地应用于湿法分析。18世纪中叶,重量分析法使分析化学由单纯的定性分析迈 入了定量分析的时代。到了19世纪,定性分析趋于完善,定量分析的各种方法也相继出现并不断发展。 分析化学真正成为一门独立的学科是在20世纪初,被称之为经典分析化学。20世纪以来,在经典化学 不断充实、完善的同时,仪器分析也迅猛发展,并且在分析化学中占据越来越重要的地位。[关键词]化学分析;仪器分析 在化学还没有成为一门独立学科的中世纪,甚至古代,人们已开始从事分析检验的实践活动。这一实践活动来源于生产和生活的需要。如为了冶炼各种金属,需要鉴别有关的矿石;采取天然矿物做药物治病,需要识别它们。这些鉴别是一个由表及里的过程,古人首先注意和掌握的当然是它们的外部特征。如水银又名“流珠”,“其状如水似银”,硫化汞名为“朱砂”、“丹砂”等都是抓住它们的外部特征。人们初步对不同物质进行概念上的区别,用感官对各种客观实体的现象和本质加以鉴别,就是原始的分析化学。 在制陶、冶炼和制药、炼丹的实践活动中,人们对矿物的认识便逐步深化,于是便能进一 步通过它们的一些其他物理特性和化学变化作为鉴别的依据。如中国曾利用“丹砂烧之成水银”来鉴定硫汞矿石。随着商品生产和交换的发展,很自然地就会产生控制、检验产品的质量和纯度的需求,于是产生了早期的商品检验工作。在古代主要是用简单的比重法来确定一些溶液的浓度,可用比重法衡量酒、醋、牛奶、蜂蜜和食油的质量。 到了6世纪已经有了和我们现在所用的基本相同的比重计了。商品交换的发展又促进了货币的流通,高值的货币是贵金属的制品,于是出现了货币的检验,也就是金属的检验。古代的金属检验,最重要的是试金技术。在我国古代,关于金的成色就有“七青八黄九紫十赤”的谚语。在古罗马帝国则利用试金石,根据黄金在其上划痕颜色和深度来判断金的成色。 16世纪初,在欧洲又有检验黄金的所谓“金针系列试验法”,这是简易的划痕试验法的进一步发展。16世纪,化学的发展进入所谓的“医药化学时期”。关于各地各类矿泉水药理性能的研究是当时医药化学的一项重要任务,这种研究促进了水溶液分析的兴起和发展。1685年,英国著名物理学家兼化学家R·波义耳(Boyle,1627-1691)编写了一本关于矿泉水的专著《矿泉的博物学考察》,相当全面地概括总结了当时已知的关于水溶液的各种检验方法和检定反应。波义耳在定性分析中的一项重要贡献是用多种动、植物浸液来检验水的酸碱性。波义耳还提出了“定性检出极限”这一重要概念。这一时期分析检验法的多样性、可靠性和灵敏性,并为近代分析化学的产生做了准备。 18世纪以后,由于冶金、机械工业的巨大发展,要求提供数量更大、品种更多的矿石,促进了分析化学的发展。这一时期,分析化学的研究对象主要以矿物、岩石和金属为主,而且这种研究从定性检验逐步发展到较高级的定量分析。其中干法的吹管分析法曾起过重要作用。此法是把要化验的金属矿样放在一块木炭的小孔中,然后以吹管将火焰吹到它上面,一些金属氧化物便熔化并会被还原为金属单质。但这种方法能够还原出的金属种类并不多。到了18世纪中
酸碱平衡和酸碱滴定法(自测题)_129002864
第二章酸碱平衡和酸碱滴定法 自测题 一. 填空题 1.在氨溶液中，加入NH4Cl则氨的解离度α，溶液的pH ，这一 作用称为。 2.对于分析浓度为0.10 mol/L的一元弱酸HA，当K1为1.0?10-5时，[A-] = 。 3.酸碱质子理论认为：H2O既是酸又是碱，其共轭酸是，其共轭碱是。 4.对于某一共轭酸碱对HA-A-，在水溶液中，其K a与K b的关系是。 5.在水溶液中，H2PO4-是两性物质，计算其氢离子浓度的最简式是。 6.NaCN水溶液被稀释4倍，溶液中[OH-] ，pH。 7.已知水溶液中CH3CH2CH2COONa的K b = 7.69?10-10，它的共轭酸是，相 应的K a值为。 8.某弱酸型指示剂HIn的K HIn = 1.0?10-6，HIn呈红色，In-为黄色。将其加入三种不同的 溶液中，颜色分别是红色、橙色、黄色。这三种溶液的pH范围分别应是、和。 9.向含有NH3和NH4Cl的溶液中，加入少量NaOH溶液后，溶液的pH ；含 [NH4+] = [NH3] = 0.5 mol/L的溶液与[NH4+] = 0.9 mol/L，[NH3] = 0.1 mol/L的溶液相比，其缓冲能力。 10.已知HCN的pK a = 9.37，HAc的pK a = 4.75，HNO2的pK a = 3.37，它们对应的相同浓 度的钠盐水溶液的pH顺序是。 11.根据酸碱质子理论，[Fe(H2O)5OH]2+的共轭酸是，共轭碱 是。 12.pH3.1~4.4是甲基橙的，向pH在此区间内的溶液加入甲基橙指示剂， 溶液呈现的颜色从本质上说是指示剂的。 13.弱电解质的解离度α值随其在溶液中的浓度增大而。对于可以用最简式表示溶 液中[H+]的HA型弱电解质，α与c的关系是。 14.若Na2CO3水溶液的碱性比同浓度的Na2S溶液的碱性弱，则H2S的应比 H2CO3的更小。 15.要配制总浓度为0.2 mol/L的NH3-NH4+缓冲溶液，应向每升浓度为的 氨水中，加入mol固体NH4Cl，才能得到缓冲容量大的缓冲溶液。 16.根据酸碱质子理论，氨在水中的解离，实际上是NH3和H2O之间发生的反 应，反应式为。
酸 碱 理 论
酸碱理论 发表日期：2004年5月4日已经有1079位读者读过此文【编辑录入：张保国】 化学中酸和碱的概念是在科学发展过程中不断更新的．在19世纪末奥斯特瓦尔德的影响下，根据电解质离解的理论，化学界中形成了这样的概念：氢离子是酸性的体现者，酸的强度与浓度成正比；氢氧离子则是碱性的体现者，碱的强度与浓度成正比。因而，酸碱中和作用就是氢离子和氢氧离子相互作用生成水的反应。在当时，这一概念经过测定不同的酸碱的中和热证明是符合事实的。 与此同时，人们在实验中发现，除去杂质的纯水具有微弱的导电性。因此，在水中游离的的氢离子和氢氧根离子存在，而且，当时的人们已测定水中离子的浓度积为10-14。当时通常认为水的离解可能用下列方程表示：2H2O=H3O++OH- 其生成物是氢氧根离子。 同时，在25℃时测定纯水的导电率，得出H+和OH-两种粒子的浓度均为10-7mol/L。1909年，哥本哈根的化学家索伦森又提出了用氢离子浓度的负对数PH来表示氢离子浓度。 虽然为，根据电解质离解学说的原理，似乎关于酸和碱的概念已经很明确，但是在20世纪初由于发现了许多新的实验事实，关于酸和碱的确切定义的问题又被提出来了。在当时的许多新发现中，最具代表性的事实乃是在醋酸钠对盐酸进行库仑已法滴定时，所得到的滴定曲线和用碱滴定盐酸时得到的曲线颇为相似。 早在1908年，英国曼彻斯特的科学家拉普斯根据测定水对醇溶液中酯化作用的影响提出，酸是氢离子的给予体（即质子的给予体），碱则是氢离子的接受体。1923年，英国剑桥大学的教授洛里和丹麦布朗斯台德，以及同是丹麦人的比约鲁姆都同时而又各自独立地扩展了这些概念。在3人之中，布朗斯台德将酸碱理论发展得最完备。根据布氏的理论，酸应该是能给出质子的各种分子或离子（即质子给予接受体）。 依据布朗斯台德的观点来看，铵离子应该看成是酸，原因是它能够给出质子而生成NH3；氨因此是碱，原因是它能够接受质子。推而广之，则酸中的阴离子可以看作碱。所以，酸所生成的盐，理所应当呈碱性。布朗斯台德的理论进一步论证了不含氢的基（或离子）做质子给予体所需的条件。
循环冷却水PH值-碱度的理论计算和分析汇总
循环冷却水PH值-碱度的理论计算和分析The PH value-alkalinity theory counting and analysis of circulating cooling water 李贺全 华北电力科学研究院有限责任公司北京 100045 关键词:碱度PH值曝气碳酸盐平衡 Key words: alkalinity PH value aeration carbonate equilibrium 摘要:循环冷却水和空气中的CO2在两者之间存在交换,由于循环冷却水系统的连续运行,冷却水和空气中的CO2达到平衡,此时的PH值可由公式准确计算出来。PH值的控制范围同循环水的浓缩倍率有密切关系,并对节水和腐蚀有重要影响。 Abstract: There is exchanging of CO2 between atmosphere and circulating cooling water. With the circulating cooling water operation continuous, the CO2 equilibrium can be produced between them. Then the PH value can be counted with equation by alkalinity exactly. The control range of PH value is related to the concentration cycles closely, and also play important role th the water conversation and corrosion. 循环冷却水的PH值是循环冷却水的一个非常重要的控制指标,它同冷却水系统换热面的结垢和腐蚀密切相关。在一个具体的循环冷却水系统中,冷却水的PH值常控制在一定的范围之内。由于循环水在运行时,循环水在水塔喷淋向下,而周围空气进入凉水塔后自下向上流动。因此,存在空气和冷却水之间的气体交换。由于存在这种交换作用,循环水的PH值计算有不同于其它天然水PH值的计算方法。 1.循环冷却水运行中的曝气作用 循环冷却水运行时,冷却水在传热面受热升温。在冷却水塔和空气完成热交换,循环水降温冷却。同时,在循环水喷淋下降过程中,循环水同空气接触,空气的温度升高。受热后的空气变稀薄,压力下降。和水塔外部的空气形成压差。由于循环水的连续运行,这种压差得以保持。周围的空气就会连续不断进入水塔上升,和喷淋向下
论文酸碱理论的发展
酸碱理论的发展概况 摘要：在实验化学的早期，人们就认识了酸和碱，知道了它们的某些特殊性质。 比如酸:使石蕊变红，有酸味；碱:使石蕊变蓝，有苦涩味，酸能溶解活泼金属等等，这就是酸碱理论的萌芽时期。随着化学水平的提高，相继出现了Arrhenius的酸碱电离理论，Bronsted-Lowry的酸碱质子理论及后期的Lewis酸碱理论。本文将具体介绍酸碱理论的发展概况及它们的一些优缺点等方面的内容。 关键词：酸碱电离理论溶剂理论酸碱质子理论 Lewis酸碱理论软硬酸碱理论 人们对于酸、碱的认识是从它们所表现的性质开始的。早在公元前，人们就知道了醋的存在，并知道醋是有酸味的。在公元8世纪左右，阿拉伯的炼金术士制得过硫酸、硝酸。但在当时，人们除了知道它们具有酸味外，并不了解它们更多的性质。因此认为：凡具有酸味的物质都是酸。“酸”这个字在拉丁文中写作“acidus”，就是表示“酸味”的意思。所以得出结论：酸是化合物，溶解于水是产生导电溶液，有酸味。碱也能生成导电溶液，然而却带苦味，摸起来滑润〔1〕。 17世纪后期，随着生产和科学的发展，科学家开始注意比较系统地研究酸和碱的性质。他们发现，酸除了具有酸味外，还能使指示剂变色，能被某些金属置换出氢气；碱有涩味，也能使指示剂变色，并能与酸中和生成盐和水。 18世纪后期，当氧元素被发现以后，人们开始从组成上认识酸碱，以为酸中一定含有氧元素； 到了19世纪初，随着盐酸等无氧酸的发现，科学家认识到有些酸(如盐酸)并不含有氧，但它们同样具有酸的性质。据此，英国的戴维(Davy)提出了“氢才是组成酸所不可缺少的元素”的观点。 到了1987年，Arrhenius S A 提出了酸碱电离理论：在水溶液中电离生成的阴离子全都是H+的物质叫做酸；在水溶液中电离生成的阳离子全都是OH—的物质叫做碱；酸碱中和反应的实质是H+和OH—结合生成H2O（2）。Arrhenius 的电离学说，使人们对酸碱的认识发生了一个飞跃。HA = H+ + A- 电离出的正离子全部是 H+ ,MOH = M+ + OH- 电离出的负离子全部是 OH- 。进一步从平衡角度找到了比较酸碱强弱的标准，即 Ka , Kb 。 Arrhenius 理论在水溶液中是成功的。但其在非水体系中的适用性，却受到了挑战。试比较下列两组反应： 2 H2O = OH- + H3O+ NaOH + (H3O)Cl = NaCl + 2 H2O 2 NH3 = NH2- + NH4+ NaNH2 + NH4Cl = NaCl + 2 NH3 溶剂自身的电离和液氨中进行的中和反应，无法用 Arrhenius 的理论去讨论，因为它把碱限制为氢氧化物，而对氨水呈碱性的事实也无法说明，这曾使人们长期误认为氨水是NH4OH，但实际上从未分离出这种物质。还有，解离理论认为酸和碱是两种绝对不同的物质，忽视了酸碱在对立中的相互联系和统一。（网络资料）。 不过Arrhenius 的电离学说是一个较为实用的观点，它是根据物质在水溶液中所产生的离子来定义的，虽然这种理解在某种程度上忽视了溶剂在酸碱体系中的作用，也牺牲了对酸碱关系的某些相当有用的见解（3）。 针对阿氏理论的不足点，富兰克林(Franklin)在1905年提出了他的溶剂理论(简称溶剂论)。
酸碱平衡和酸碱滴定法
Chap3 酸碱平衡和酸碱滴定法§3～4酸碱缓冲溶液 教案首页
内容： 导入：坐汽车，在汽车突然加速、减速时，会产生惯性，为防止惯性，要系安全带，安全带起的是缓冲作用，由此，我们想缓冲溶液的意义，应是具有缓冲作用的溶液，那么，安全带是用来缓冲惯性，缓冲溶液则是用来缓冲pH值的。我们知道，一般的溶液，酸性的，碱性的，或两性的，向其中加入少量的酸或碱后，PH 值就会减小或增大，而往缓冲液中加入少量酸或碱，溶液的PH 值不会发生显著变化。 一、概念 1、缓冲溶液(buffer solution)：能减缓因外加强酸或强碱以及稀释而引起的pH急剧变化的溶液。 解释：p H 值不因加入少量酸或少量碱以及稍加稀释而发生显著变化。 通常有以下三种情况： (1) 向溶液中加入少量的强酸或强碱； (2) 溶液中的化学反应产生少量的酸或碱； (3) 溶液稍加稀释。 2、缓冲溶液的组成： (1) 共轭酸碱对(如:浓度较大的弱酸及其共轭碱，HAc-Ac－；浓度较大的弱碱及其共轭 酸，NH3－NH4＋)； (2) 强酸（pH<2）强碱溶液（pH>12）； (3) 两性物质。 3、分类（按用途）： (1) 一般酸碱缓冲溶液（用于控制溶液的pH值）； (2) 标准缓冲溶液（校正pH计用）。 二、缓冲溶液的作用原理 1、以HAc-NaAc为例，说明其作用原理 HAc-NaAc缓冲溶液中，存在下列平衡： (1) NaAc?Na++Ac-，(2) HAc?H++Ac- 加入少量酸，则引入的H++Ac-?HAc； 加入少量碱，则引入的OH-+H+?H20，可见pH值基本不变。 2、以NH3-NH4Cl为例，说明其作用原理
酸碱盐的定义及分类
班级：组别：姓名：组内评价：教师评价：（等第） 课题：酸、碱、盐的定义及分类 【学习目标】1.了解酸、碱、盐的分类 2.能够根据化学式对该物质进行分类 【重点难点】理解酸，碱，盐的初步概念 【自主学习】教师评价：（等第） 请同学们仔细阅读教材、认真自学，然后回答下例问题：（这部分要求同学 们通过预习来独立完成，如不能独立完成，整理好不明白的问题） 写出下列物质的电离方程式 1.酸H2SO4 HCl HNO3 2.碱NaOH KOH Ba(OH)2 3.盐 Na2SO4 KCl Ba(NO3)2 观察上面的电离方程式，你能发现酸、碱、盐分别有什么特点吗？ 酸： 碱： 盐： 【我的疑问】（通过自学你还有哪些疑问？请记录在这里，以便课堂与同学们讨论交流） 【合作探究】（这部分要求同学们在课堂完成，可以讨论、交流） 4.某物质在水中发生电离产生了H+，该物质一定是酸吗？ 5.某物质在水中发生电离产生了OH-，该物质一定是碱吗？ 6.我们在判断某物质是酸、碱还是盐时，应该注意哪些问题？
7. 请你将物质进行简单的分类，完成以下空白 1. 以下物质 NaCl 固体、铜棒、铁丝、NaOH 固体、铅笔芯、硫酸铜晶体、稀硫酸、稀盐酸、NH 4Cl 固体 能导电的有 ； 固体不能导电，但其水溶液能导电的是 ； 属于酸（溶液则指其溶质）的是 ； 属于碱（溶液则指其溶质）的是 ； 属于盐（溶液则指其溶质）的是 。 2. 写出下列物质的化学式，并注明物质的类别。 碳酸 （ ）；五氧化二磷 （ ）； 碳酸钠 （ ）；氢氧化铝 （ ）； 氯化亚铁 （ ）；硫酸亚铁 （ ）； 碳酸钙 （ ）；氯化铁 （ ）； 氢氧化钠 （ ）；氢氧化镁 （ ）； 【学习日记】 如： 如： 如： 如：
化学酸碱理论的历史和发展
化学酸碱理论的历史、发展及应用 作者：李禄平 学院：材料学院专业：材料成型及控制工程学号：1120910328 电话：邮箱： 摘要：酸碱是化学这门学科非常重要的组成部分，它的概念的形成却经历了前后三百年的时间，不同的理论对于酸碱有不同的定义，然而最著名的就是酸碱电离理论和酸碱质子理论，经过许多科学家的研究和完善，使得化学界对酸碱的概念的认识有了更加深刻的认识。 关键字：酸碱；盐；酸碱电离理论；酸碱质子理论；酸碱电子理论 一，人们最初对酸碱的认识 酸碱对于化学来说是一个非常重要的部分，在日常生活中，我们接触过很多酸碱盐之类的物质，例如调味用的食醋，它就是一种有机酸（CH3COOH)；建筑上用的熟石灰是一种碱（Ca(OH)2）等等。刚开始人们是根据物质的物理性质来分辨酸碱的。有酸味的物质就归为酸一类；而接触有滑腻感的物质，有苦涩味的物质就归为碱一类；类似于食盐一类的物质就归为盐一类。直到17世纪末期，英国化学家波义耳才跟据实验的理论提出了朴素的酸碱理论： ㈠：只要该物质的水溶液能溶解一些金属，能与碱反应失去原来的性质并且能使石蕊的水溶液变红，那么称它为酸。 ㈡：只要该物质的水溶液有苦涩味，能与酸反应失去原来的性质并且能使石蕊的水溶液变蓝，那么称它为碱。 从我们现在的眼光来看，这个理论明显有很多漏洞，如碳酸氢钠，它符合碱的定义，但是它实际上是一种盐。这个理论主要跟很多盐相混淆。 后来人们又试图从酸碱的元素组成上来加以区分，法国化学家拉瓦锡认为，氧元素是酸不可缺少的元素。然而英国的戴维以盐酸并不含氧的实验事实证明拉瓦锡的理论是错误的。戴维认为氢才是酸的不可或缺的元素，要判断一个物质是不是酸，要看他是否含有氢原子。然而很多盐跟有机物都含有氢原子，显然这个理论过于片面了。德国化学家李比西接着戴维的棒又给出了更科学的解释：所有的算都是含氢化合物，其中的氢原子必须很容易的被金属置换出来，能跟酸反应生成盐的物质则是碱。但是他又无法解释酸的强弱的问题。随着科学的发展，人们又提出了更加科学的解释，使得酸碱理论愈发成熟。 二，酸碱电离理论 1887年瑞典科学家阿伦尼乌斯率先提出了酸碱电离理论。他认为，凡是在水溶液中电离出来的正离子都是氢离子的物质就是酸，凡是在水溶液中电离出来的负离子都是氢氧根离子的物质就是碱。酸碱反应的实质其实就是氢离子跟氢氧根离子的反应。 这个理论能解释很多事实，例如强酸与弱酸在性质上的差别的问题，强酸的水溶液由于
酸碱度理论及其在涂料设计中的应用
酸碱度理论及其在涂料设计中的应用 福士科铸造材料（中国）有限公司 宋会宗 一、 概述 铸件浇注过程中在涂料和金属液之间会发生各种复杂的界面反应。其中有两大类型的反应最为重要：一是氧化还原反应，二是酸碱反应。两者又存在着紧密的相互联系、相互影响。许多铸件的表面缺陷如粘砂、砂眼、麻坑、皱皮等都与这两大类反应有关。 铸造合金由于化学成分的不同会表现出不同的酸碱性。铸造涂料及型砂的各种组份也具有不同的酸碱性。如何判断各种耐火材料或造型材料以及铸造合金的酸碱性是摆在我们面前的重要课题。 以前，我们对铸造合金及氧化物酸碱性的认识是不全面和模糊不清的，经验成分较多。众所周知，高锰钢是碱性钢种，必须用碱性或中性的耐火材料。而对于大多数其他铸造合金的酸碱性以及合金元素如何影响金属的酸碱性则没有清楚的认识。我们知道CaO 、MgO 、K2O ，Na2O 等氧化物是碱性的，也知道SiO2是酸性的,Al2O3是中性的或两性的。但是对于很多常见的合金元素Cr Co Ni Mo V Nb Cu W R E 形成的氧化物的酸碱性以及这些元素对金属的酸碱性的影响的认识还很不够。另外，对于金属元素在不同价态时其氧化物的酸碱性有何不同也很少提及，资料报道也很少，更没有定量描述。合金的酸碱性与金属液高温氧化的产物有关。大部分耐火材料或矿物也由氧化物或复杂氧化物组成。因此，如果能够搞清各种氧化物的酸碱性，便能更加深入地认识金属与造型材料之间的界面反应机理，以及由此造成的各种铸件表面缺陷，也有利于新型涂料的开发及设计。 二、 二元氧化物二元氧化物酸碱性酸碱性酸碱性的标度方法的标度方法
实际上，九十年代我国化学理论工作者对氧化物的酸碱性就已做过一些研究并取得了一些有价值的研究结果，但没有得到铸造工作者的重视。归结起来前人对二元氧化物酸碱性的标度方法主要有三种：即酸碱反应生成自由能法、离子参数法和氧的电荷分数法。酸碱反应生成自由能法的原理是以典型的酸性氧化物如SiO2及碱性氧化物如CaO为参比标准，计算出各种氧化物与参比物反应生成复合氧化物的生成自由能变化。与酸性参比物反应的生成自由能负值越大，说明该氧化物的碱性越强。与碱性参比物反应的生成自由能负值越大，该氧化物的酸性越强。这样根据各种氧化物与参比物生成复杂氧化物的生成自由能的大小，就可确定出各种氧化物的酸碱性强弱。但这种方法需要大量的热力学数据和复杂的计算，实际应用受到很大限制。离子参数法是采用离子参数电离势I及有效核电荷数Z * 与离子半径R 之比Z* / R 来标度氧化物的酸碱性。该方法用氧化物离子参数函数A = I+ 1. 24Z* / R-38. 87来定量标度氧化物的酸碱性。离子参数法能较好地反应各种氧化物的酸碱性，但由于离子参数比较抽象，有些参数的计算也比较复杂，实际的应用也受到诸多限制。 氧的电荷分数法是根据桑德逊电负性均衡原理，按氧化物中氧的电荷分数对二元氧化物酸碱性进行定量标度的方法，因为氧原子在氧化物中电子云的分布情况对氧化物的酸碱性质有直接影响。桑德逊电负性均衡原理是理论化学中的一个重大发现，在无机化学研究中有很多重要的应用。该原理认为两个或两个以上具有不同电负性的原子在成键过程中, 将自动调整各自电负性初始值, 直至电负性趋于均等。这时化合物所具有的电负性值被称为该化合物的电负性均衡值。孙家跃根据这一原理建立了标度二元氧化物的酸碱性标度方法。该标度方法采用桑德逊电负性代替鲍林电负性，考虑了元素在化合物中所处的不同价态对原子电负性的影响，因此其结果更接近实际。
酸碱理论及其应用★
酸碱理论及其应用 摘要：酸碱理论是无机化学研究的重要内容，它在科学实验和生产实际中有着广泛的应用。简要介绍现代酸碱理论的建立及其基本概念。现代酸碱理论包括了Brnsted Lowry酸碱理论、Lewis酸碱理论、HSAB 理论和超酸理论。举例介绍了与物理有机化学、有机合成、有机催化等领域相关的现代酸碱理论的广泛应用。 关键词：产生发展局限应用 1．早期人们对酸碱的认识 1.1 早期酸碱概念的产生 最初,人们对酸碱的认识是从观察事物的现象开始的。在我国古代典籍中,对酸的记载比碱要早得多。《周礼·疡医》中有“以酸养骨”的说法。在五行学说出现以后,人们开始用五行来解释五味,其对应的关系为: 木火金水土 | | | | | 酸苦辛咸甘 按照这种关系,古代人们便把“酸”定义为“木味”,这可能是由于古代人在选择食性植物时,发现许多植物具有酸性的缘故。在发酵现象被人们认识以后,“酸”便成为“醋”的同义词。至于“碱”字,原繁体字形为“卤咸”、“卤佥”,初指土碱,与人们的味觉没有多大的关系,在古代的五味中也没有碱的地位。在国外,情况与我国类似。在古代的埃及、希腊、罗马,人们知道果汁(酒)再进一步发酵便得到了酸的英文(acid)来自阿拉伯文(acetum),这个字就意味着 “变酸”(sour);而碱则指灰碱(碳酸钾),碱的英语(alka-li)这个词就是指plant askes(植物的灰分)两个词的意思。以后人们认识了除alkali以外的更多的碱类物质,于是人们便把它们统称为base。在我国近代化学史中,对alkali和base这两个词,在翻译时往往不加区别,都叫做“碱”。1663年,英国化学家波义耳(R.Boyle 1627—1691)对酸的通性作了如此的描述:①有酸味;②有一种特殊的溶剂能力,能溶解许多物质;③能使许多含有蓝色的植物染料(如石蕊)变红;④能与硫化物(多硫化钾)作用生成硫的沉淀;⑤与碱作用,酸性消失,生成中性的盐。到了1776年,英国化学家卡文迪什(H.Cavendish1731—1810)又补充了一条酸的性质;⑥很多酸(如硫酸、盐酸等)和锌、铁、锡等金属作用生成氢气。波义耳对碱的通性描述为①令人具有滑溜的感觉和去污的能力;②有溶解油和硫磺的作用;③有苦涩味;④有能够对抗酸的能力,并能销毁酸;⑤能使因酸的作用变成红色的石蕊溶液变为蓝色。以上这些是古代人们在生产和生活实践中对酸碱现象的初步认识,是酸碱理论产生和发展的启蒙阶段,真正的近代酸碱理论是从拉瓦锡开始的。 1.2拉瓦锡酸的氧理论 1770—1780年间,法国化学家拉瓦锡(https://www.360docs.net/doc/ec17209861.html,voisi-er 1743—1794)企图从酸的组成来解释酸性现象,提出了氧是酸的组成成分和“酸化要素”即“酸化的基”理论,他认为凡是酸都应该含氧元素。这个酸的氧理论,持续了七十年,一直影响到十九世纪,普遍地为人们所接受,他明确指出,非金属元素在氧中燃烧生成酸;金属元素在氧中燃烧生成碱。 1.3李比希酸的氢理论 正当人们崇奉拉瓦锡酸的氧理论时,1789年法国化学家贝托雷(C.L.Bertholt 1748—1822)首先揭示了这个理论的缺陷,他发现氢氰酸(HCN)并不含有氧,但其水溶液却有较弱的酸性。但是,由于氢氰酸的酸性比较弱,以致有人认为它根本够不上称为酸的资格,所以拉瓦锡关于酸的氧理论并没有因此而动摇。后来,英国化学家戴维(H.Davy 1778—1829)用普通的盐酸(HCl)来验证,也同样证实了拉瓦锡的错误。在1838年,德国化学家李比希(J.F.V onliebi1803—1873)吸取了戴维等科学家研究的成果,并结合自己的研究,他重申并肯定认为:氢是酸的基本要素, 所有的酸都是“含有容易被金属取代的氢的化合物”,这个酸概念的氢理论连续了近五十年。 由此我们可以看出,早期人们对酸碱的认识基本上还是经验性的,虽有一定的事实基础,但夹杂着人们的一些猜想,缺乏从分子本身严密的论证和论据。
(完整版)分析化学发展史1
分析化学发展史 在化学还没有成为一门独立学科的中世纪，甚至古代，人们已开始从事分析检验的实践活动。这一实践活动来源于生产和生活的需要。如为了冶炼各种金属，需要鉴别有关的矿石：采取天然矿物做药物治病，需要识别它们。这些鉴别是一个由表及里的过程，古人首先注意和掌握的当然是它们的外部特征。如水银又名“流珠”．“其状如水似银”，硫化汞名为“朱砂”、“丹砂”等都是抓住它们的外部特征。人们初步对不同物质进行概念上的区别，用感官对各种客观实体的现象和本质加以鉴别，就是原始的分析化学。 在制陶、冶炼和制药、炼丹的实践活动中，人们对矿物的认识便逐步深化，于是便能进一步通过它们的一些其他物理特性和化学变化作为鉴别的依据。如中国曾利用“丹砂烧之成水银”来鉴定硫汞矿石。随着商品生产和交换的发展，很自然地就会产生控制、检验产品的质量和纯度的需求，于是产生了早期的商品检验工作。在古代主要是 用简单的比重法来确定一些溶液的浓度，可用比重法衡量酒、醋、牛奶、蜂蜜和食油的质量。到了6世纪已经有了和我们现在所用的基本相同的比重计了。商品交换的发展又促进了货币的流通，高值的货币是贵金属的制品，于是出现了货币的检验．也就是金属的检验。古代的金属检验，最重要的是试金技术。在我国古代，关于金的成色就有“七青八黄九紫十赤”的谚语。在古罗马帝国则利用试金石，根据黄金在其上划痕颜色和深度来判断金的成色。l6世纪初，在欧洲又 有检验黄金的所谓“金针系列试验法”，这是简易的划痕试验法的进
一步发展。l6世纪，化学的发展进入所谓的“医药化学时期”。关于各地各类矿泉水药理性能的研究是当时医药化学的一项重要任务．这种研究促进了水溶液分析的兴起和发展。1685年，英国著名物理学家兼化学家R·波义耳(Boyle，1627—1691)编写了一本关于矿泉水的专著《矿泉的博物学考察》，相当全面地概括总结了当时已知的关于水溶液的各种检验方法和检定反应。波义耳在定性分析中的一项重要贡献是用多种动、植物浸液来检验水的酸碱性。波义耳还提出了“定性检出极限”这一重要概念。这一时期的湿法分析从过去利用物质的一些物理性质为主，发展到广琵应用化学反应为主，提高了分析检验法的多样性、可靠性和灵敏性，并为近代分析化学的产生做了准备。 18世纪以后，由于冶金、机械工业的巨大发展．要求提供数量更大、品种更多的矿石，促进了分析化学的发展。这一时期，分析化学的研究对象主要以矿物、岩石和金属为主，而且这种研究从定性检验逐步发展到较高级的定量分析。其中干法的吹管分析法曾起过重要作用。此法是把要化验的金属矿样放在一块木炭的小L中，然后以吹管将火焰吹到它上面，一些金属氧化物便熔化并会被还原为金属单质。但这种方法能够还原出的金属种类并不多。到了18世纪中叶，重量分析法使分析化学迈入了定量分析的时代。当时著名的瑞典化学家和矿物学家贝格曼(Torbern Bergman，1735—1784)在《实用化学》一书中指出：“为了测定金属的含量，并不需要把这些金属转变为它们的单质状态，只要把他们以沉淀化合物的形式分离出来，如果 我们事先测定沉淀的组成，就可以进行换算了。”
酸碱概念的历史与发展
酸碱概念的历史与发展 摘要：酸碱是化学中的重要概念。在化学的发展史上，对于酸碱概念的定义，各有千秋。但是，酸碱概念是人们定义出来的，任何定义都有局限性。 关键词：酸碱电离理论；酸碱质子理论；酸碱电子理论 引言 阐明酸、碱本身以及酸碱反应的本质的各种理论。在历史上曾有多种酸碱理论，其中重要的包括：阿伦尼乌斯酸碱理论——酸碱电离理论布朗斯特-劳里酸碱理论——酸碱质子理论路易斯酸碱理论——酸碱电子理论。 最早提出酸、碱概念的是英国R.玻意耳。为酸和碱下了更科学的定义：“所有的酸都是氢的化合物，但其中的氢必须是能够很容易地被金属所置换的。碱则是能够中和酸并产生盐的物质。 酸碱理论 1.酸碱电离理论 1887年，瑞典化学家阿伦尼乌斯创立了酸碱电离理论，他提出酸即在水溶液中凡是电离产生的阳离子全部都是氢离子的物质，碱即在水溶液中凡是电离产生的阴离子全部都是氢氧根离子的物质。 该理论解释了许多实验事实，如强酸电离度大，产生氢离子多，与金属反应能力强。反之弱酸电离度小，与金属反应能力弱；它揭示了酸碱中和反应的实质是H+和OH-之间的反应，解释了一切强酸、强碱之间的反应热都相同的事实。由于水溶液中H+和OH-的浓度是可以测量的，所以该理论第一次从定量的角度描写酸碱性质和它们的反应行为，指出各种酸碱的电离度可以大不相同，由此引出的强酸和弱酸，强碱和弱碱，电离度，pH等一系列化学概念在生产实际和科学研究中有着广泛的应用。人们第一次可以定量地计算酸碱，通过pH的数值反应酸性强弱，是酸碱理论发展史上的里程碑。酸碱电离理论的实际应用很多，我们仅以中和热的测定为例。在稀溶液中，酸跟碱发生中和反应生成 1 mol液态水时所释放的热量叫做中和热。任何强酸和强碱的稀溶液反应 H+ (a q) +OH-(a q) =H2O(l) 中和热均为57．3 kJ/mol。这是因为当强酸与强碱在稀溶液中发生中和反应 H++ OH-= H2O 时，反应物断裂化学键需要的热与生成物化学键形成所放的热之差就是中和热，当限制生成物为1 mol时，只要酸碱能够完全电离，则都有： H+(a q) + OH- (a q) = H2O (l)；△H =-57.3kJ/mol 如果有一元弱酸或弱碱参加中和反应，由于弱酸弱碱不能够像强酸和强碱一样完全电离，其中和热所放出热量一般都低于57.3 kJ/mol，也有个别高于57.3 kJ/mol的。这主要取决于弱酸或弱碱电离时吸热还是放热。 但是由于该理论把酸碱概念局限在水溶液中，因此对非水溶液和无溶剂体系都不能使用，从而对一些已知的化学事实产生疑问，如纯净的氯化氢气体是不是酸？熔融状态的氢氧化钠是不是碱？对一些问题无法解释，氢离子在水溶液中难以独立存在，须与水分子发生相互作用，生成水合离子，然而许多物质在非水溶液中不能电离出H+和OH-，却也表现出酸和碱的性质。如氯化氢气体和氨气反应生成氯化铵，但是这些物质都未电离；将氯化铵溶入液氨中，溶液就具有了酸的特性，能与金属发生反应产生氢气，能使指示剂变色，但是氯化铵在液氨
酸碱认识的发展历程
《大学化学先修课》课程小论文 第九章小论文 题目：酸碱认识的发展历程 xxxxxxxx xxxxx 摘要： 刚开始人们是根据物质的物理性质来分辨酸碱的。17世纪后期，英国化学家波义耳 第一次为酸、碱下了明确的定义。1887年，阿伦尼乌斯总结大量事实，提出了关于酸碱的本质观点——酸碱电离理论（Arrhenius酸碱理论）。富兰克林(Franklin)于1905年提出酸碱溶剂理论。布朗斯特(J.N.Bronsted)和劳里(Lowry)于1923年提出了酸碱质子理论。1923年美国化学家吉尔伯特·牛顿·路易斯提出了酸碱电子理论（Lewis酸碱理论）。在前人工作的基础上，拉尔夫·皮尔逊于1963年提出软硬酸碱理论（HSAB）。 关键词：酸碱酸碱电离理论酸碱溶剂理论酸碱质子理论酸碱电子理论软硬酸碱理论 正文： 刚开始人们是根据物质的物理性质来分辨酸碱的。有酸味的物质就归为酸一类；而接触有滑腻感的物质，有苦涩味的物质就归为碱一类；类似于食盐一类的物质就归为盐一类。[1] 17世纪后期，英国化学家波义耳(R.Boyle，1627—1691)根据实验中所得到的酸、碱的性质，第一次为酸、碱下了明确的定义：凡是有酸味，水溶液能溶解某些金属，与碱接触会失去原有的特性，能使蓝色石蕊试纸变红的物质，叫作酸；凡水溶液有苦涩味、滑腻感，与酸接触后失去原有的特性，能使红色石蕊试纸变蓝的物质，叫作碱。[2] 后来人们又试图从酸碱的元素组成上来加以区分，法国化学家拉瓦锡认为，氧元素是酸不可缺少的元素。然而英国的戴维以盐酸并不含氧的实验事实证明拉瓦锡的理论是错误的。戴维认为氢才是酸的不可或缺的元素，要判断一个物质是不是酸，要看他是否含有氢原子。然而很多盐跟有机物都含有氢原子，显然这个理论过于片面了。德国化学家李比西接着戴维的棒又给出了更科学的解释：所有的算都是含氢化合物，其中的氢原子必须很容易的被金属置换出来，能跟酸反应生成盐的物质则是碱。但是他又无法解释酸的强弱的问题。[3]第一位较为科学的提出酸碱概念的是瑞典科学家阿伦尼乌斯(Arrhenius)。1887年，阿伦尼乌斯总结大量事实，提出了关于酸碱的本质观点——酸碱电离理论（Arrhenius酸碱理论）。在酸碱电离理论中，酸碱的定义是：凡在水溶液中电离出的阳离子全部都是H+的物质叫酸；电离出的阴离子全部都是OH-的物质叫碱，酸碱反应的本质是H+与OH-结合生成水的反应。（这里的氢离子在水中的呈现形态是水合氢离子(H3O+) ，但为书写方便，在不引起混淆的情况下可简写为H+）。阿伦尼乌斯还指出，多元酸和多元碱在水溶液中分步离解，能电离出多个氢离子的酸是多元酸，能电离出多个氢氧根离子的碱是多元碱，它们在电离时都是分几步进行的。由于水溶液中H+和OH-的浓度是可以测量的，所以这一理论第一次从定量的角度来描写酸碱的性质和它们在化学反应中的行为，酸碱电离理论适用于pH计算、电离度计算、缓冲溶液计算、溶解度计算等，而且计算的精确度相对较高，所以至今仍然是一个非常实用的理论。[4]但此理论仅适用于水溶液的体系中，对于非水溶液等其他体系中的酸和碱却
酸碱盐基础概念+练习(经典)
酸 一、酸的定义和分类 酸： 由于酸、碱、盐溶于水时会电离出阴、阳离子，所以酸、碱、盐的水溶液具有导电性。 酸的电离： 二、常见的酸 盐酸（氢氯酸） 硫酸 化学式 HCl H 2SO 4 形成 H 2+Cl 2 HCl SO 2+H 2O=H 2SO 3，2H 2SO 3+O 2=2H 2SO 4 （酸雨形成的原理） 状态 无色液体、具有酸味、刺激性气味 （浓硫酸）无色粘稠的油状液体 （稀硫酸）无色液体 特点 浓盐酸具有强挥发性 ① 浓硫酸具有吸水性（物理性质） ② 浓硫酸具有强腐蚀性（化学性质） ③ 浓硫酸溶于水时会放出大量热 用途 重要化工产品，用于金属表面除锈、 制药 人体胃液中含有盐酸，可以帮助消化 重要化工原料，用于生产化肥、农药、火 药、染料以及冶炼金属、精炼石油和金属 除锈等 在实验室中常用浓硫酸作干燥剂 敞口放置的变化 质量减小，溶质质量分数减小（挥发 性） 质量变大，溶质质量分数减小（吸水性） 注意事项 ① 工业生产的盐酸偏黄，是因为含 ① 浓硫酸的稀释：把浓硫酸沿器壁慢慢 酸 含氧酸（命名“某酸”） H 2SO 4（硫酸）、H 2CO 3（碳酸）、HNO 3（硝酸）、H 2SO 3（亚硫酸）… 特殊的有机酸：CH 3COOH （醋酸，又名乙酸）有刺激性气味，易挥发
有Fe3 +，可用蒸馏法提纯。 ②打开浓盐酸的瓶塞，会有白雾出现，是因为：挥发的氯化氢气体极易溶于水，挥发时溶解的氯化氢与水蒸气形成了盐酸的小液滴。注入，并不断用玻璃棒搅拌（目的：加快溶解、散热）。 ② 如果把水倒进浓硫酸里，由于水的密度小，浮在硫酸上面，硫酸溶解时放出的热不易散失，使水暴沸，使硫酸液滴向四周飞溅，导致危险。 浓硫酸能将纸张、木材、布料、皮肤中的氢、氧元素按水的组成比脱去，这种作用通常叫做脱水作用。 盐酸、硝酸、醋酸具有挥发性；碳酸不稳定，容易分解成二氧化碳和水。 硝酸、硝酸银见光易分解，所以它们要放在棕色试剂瓶中。 浓硫酸的稀释操作 三、酸的化学性质 酸有相同的化学性质是因为酸在水中都能电离出H+，有不同的化学性质是因为能电离出的酸根离子不同。 1.酸溶液能使酸碱指示剂变色：使紫色石蕊溶液变红。 2.酸+活泼金属→ 盐+氢气（置换反应） a)这里不包括浓硫酸和硝酸。 b)示例：Fe+2HCl=FeCl2+H2↑ 和 Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑ c)【现象】铁表面有气泡产生；溶液由无色逐渐变为浅绿色（Fe2+的盐溶液呈浅绿色）。 3.酸+金属氧化物→ 盐+水（复分解反应） a)金属氧化物可以是活泼金属的氧化物和不活泼金属的氧化物。因为生成物有水，符合复分解 反应的发生条件，所以反应一定发生。 b)示例1：Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O 和 Fe2O3+3H2SO4=Fe2(SO4)3+3H2O c)【现象】铁锈逐渐溶解消失；溶液由无色逐渐变成黄色（Fe3+的盐溶液呈黄色）。
酸碱理论
5.1 酸碱理论及其发展 5.1.1阿累尼乌斯(Arrhenius)电离理论 1887年Arrhenius提出，凡是在水溶液中能够电离产生H+ 的物质叫酸(acid)，能电离产生OH－的物质叫碱(base)，酸和碱的反应称为中和反应，酸碱反应的产物主要是作为溶剂的水和盐类。 酸碱发生中和反应生成盐和水： NaOH + HAc NaAc + H2O 反应的实质是：H+ + OH－= H2O 根据电离学说，酸碱的强度用电离度α来表示。 对于弱电解质而言，在水溶液中仅仅是部分电离， 电离度：表示弱电解质达到电离平衡时的电离的百分数。 设HA为一元酸，它在水溶液中存在如下平衡HA H + + A－ 电离度定义为 式中：c HA 表示一元弱酸的分析浓度(或总浓度)；[HA] 表示平衡浓度 在c HA一定的条件下，a值愈大，表示弱酸电离得愈多，说明该酸愈强。 K a，K b的意义： ①K a（或K b）值可以衡量弱酸（碱）的相对强弱，K值≤10－4认为是弱的。 10－2～K～10－3中强电解质（可以实验测得） ②同一温度下，不论弱电解质浓度如何改变，电离常数基本保持不变。 ③K a，K b随温度而改变，（影响较小，一般可忽略） Ka与α的关系： 以HA为例，初始浓度为C HA A－+ H+ 初始 c 0 0 平衡 c(1－α) cα cα 若c/Ka≤500时，1－α≈1 cα2＝K a 稀释定律 T 一定时，稀释弱电解质，c↘，α↗；反之c↗，α↘，Ka是常数。 人们把水溶液中氢离子的浓度定义为酸度，作为在酸碱反应中起作用大小的标志。 pH= －lg[H+] 电离理论的局限性：只适用于水溶液。 5.1.2酸碱质子理论 1923年由布朗斯台德(Brфnsted)提出。根据质子理论，凡是能给出质子(H+)的物质是酸；凡是能接受质子(H+)的物质是碱，它们之间的关系可用下式表示之： 酸质子＋碱 例如： HA H+ + A－ 酸碱相互依存的关系叫作共轭关系。上式中的HA是A－的共轭酸；A－是HA的共轭碱。HA