无机化学酸碱 酸碱反应重点精华总结

(2)H2 PO + H2O HPO H3O

[c(HPO2 ) / cΘ ][c(H ) / cΘ] 4 K c(H 2 PO4 ) / cΘ
Θ a2
(3)HPO2 + H2O PO3 H3O 4 4
碱: 凡是能接受质子 (H+) 的分子或离子
如: NH3, HPO42–, CO32– （质子的接受体）
酸碱反应指质子由给予体向接受体的转移过程 由于该定义不涉及发生质子转移的环境，故而 在气相和任何溶剂中均通用。
气相中 溶剂中
水 是 两 性
HCl(g) + NH3 (g) → NH4Cl(g)
+ NH4 (aq) HF(aq) + NH3(aq) →
6. NH4+的共轭碱是__________，[Fe(OH)(H2O)5]2+的共轭酸是
____________。 6. NH3，[Fe(H2O)6]3+ 7. 根据布朗斯特酸碱理论，H2PO4-是 的共轭酸，是 的
共轭碱。
7. HPO42-、H3PO4
5.1.3 布朗斯特平衡
1.水的质子自递反应和溶液的酸碱性
酸 质子 碱
例：HAc的共轭碱是Ac－ ，
Ac－的共轭酸HAc，
HAc和Ac－为共轭酸碱对。
任何布朗斯特酸碱反应都涉及两个共轭酸碱对。 一种物质是酸是碱, 取决于它参与的反应；既可
为 酸 又 可 为 碱 的 物 质 叫 两 性 物 质 (Amphoteric
substance)。
(1) + (2): H2O+ H2O H3O+ + OH
K K [c(H ) / c ][c(OH ) / c ]
Θ a Θ b Θ Θ


KΘ w
pH计测定pH值
多元弱酸：
(1)H3PO4 + H2O H2PO H3O
4 2 4
4

[c(H 2 PO4 ) / cΘ][c(H ) / cΘ] K c(H3 PO4 ) / cΘ Θ a1
(3) 酸碱反应的实质
两个共轭酸 碱对之间的 质子传递
共轭酸碱对的半反应不能单独存在，完整的反应应写成：
酸(1) ＋ 碱(2) → 酸(2) ＋ 碱(1)
(4) 酸碱的强度：
容易给出质子的酸是强酸，反之为弱酸。
酸越强，其共轭碱越弱；碱越强，其共轭酸越弱。 例如：酸性：HCl ＞HAc；碱性：Cl-＜Ac- 。
● 盐的水解
H+
H 2O(l)

H+
Ac (aq) HAc(aq)
H 2O(l) H 3O (aq)

OH (aq)
NH 3 (aq)
NH 4 (aq)
H+
[Cu(H2O)4 ]2+
+ H 2O(l) == H 3O + (aq) + [Cu(OH)(H2O)3 ]+ (aq)
Θ K a 和 K Θ 关系 2. 共轭酸碱对的 b
布朗斯特酸碱反应可写为如下通式: HB + B’ B + HB’
显然, 布朗斯特酸碱反应是碱B与碱B’争夺 质子的反应, 碱的强弱影响着酸的强度。
如果碱B’为H2O，则布朗斯特酸HB的平衡表达式为： HB(aq) + H2O(l) B-(aq) + H3O+(aq)
阿仑尼乌斯的解离理论，能简便地解释水溶液中的酸碱反应， 且酸碱强度的标度很明确，对研究电解质溶液的性质作出了 巨大的贡献，至今仍在普遍采用。 但解离理论也有一定的缺陷，如它只适用于水溶液，而很多 化学反应是在非水体系中进行的，虽然不含H+和OH-的成分， 却也表现出酸和碱的性质，对此解离理论无法解释，
5.1 布朗斯特酸碱 The Brfnsted -lowry acid-base model
5.1.1 5.1.2 5.1.3 定义 Definition 共轭酸碱对 Conjugate acidbase pair 布朗斯特平衡 Brfnsted’s equilibrium
5.1.1 定义
酸: 凡是能给出质子 (H+) 的分子或离子 如: HCl, NH4+, H2PO4–（质子的给予体）
共轭酸碱对的 K aΘ 和 K Θ 关系 b
(1) NH4+ + H2O NH3 + H3+O
[c(NH3 ) / cΘ][c(H ) / cΘ] Θ Ka c(NH ) / cΘ 4
(2) NH3 + H2O
NH4+ + OH-
[c(NH ) / cΘ][c(OH ) / cΘ] 4 KΘ b c(NH3 ) / cΘ
H2SO4为酸：
H2SO4+ HNO3 H2NO3+HSO4 （硝化反应）
酸碱的 强度：
酸和碱的强度是指酸给出质 子的能力和碱接受质子的能 力的强弱。
酸碱质子理论
• • 有酸才有碱，有碱才有酸 酸中有碱，碱可变酸 （酸碱相互依存和转化）
质 离 子 解 论 论
对质子论的评价 质子论扩大了酸碱反应范围，既适用于水溶 液，也适用于非水溶液和无溶剂体系，是解 离理论的发展。 质子论局限性是只限于质子酸。
KWθ ＝{c(H3O+)/mol· -3}· dm {c(OH–)/mol· – 3} dm
Kwθ叫作水的质子自递常 数(Autoprotolysis constant) , 是
θ p KW
酸性溶液中
θ lg K w
[H+] > [OH–] [H+] < [OH–] [H+] = [OH–]
非水溶液中的酸碱反应，例如NH4Cl的生成
H+
HCl 酸I

NH Ⅱ
酸Ⅱ
碱I
液氨中的酸碱中和反应：
H+
NH4Cl NaNH2 2NH3 NaCl
1、根据酸碱质子理论,写出下列分子或离子 的共轭酸的化学式: SO42- 、S2- 、H2PO4- 、HSO4- 、NH3 HSO4- 、HS- 、H3PO4 、H2SO4 、NH4+ 2、写出下列各分子或离子的共轭碱的化学式： NH4+ 、H2S 、H2SO4 、H2PO4- 、HSO4NH3 、HS- 、HSO4- 、HPO42- 、SO42-
如：HSO 、 HCO 、H2O、HS 等。
4
3

(2) 酸碱概念的相对性
醋酸为碱： CH3COOH +H2SO4 CH3COOH2+ HSO4 醋酸为酸： CH3COOH + H2O H3O + CH3COO
H2SO4为碱： H2SO4+ HClO4 H3SO4 + ClO4
“ 阿仑尼乌斯“电离说”
Arrhenius acid-base concept
★ 酸指在水中电离出的阳离子全部为H+的化合物。 H2SO4 = HSO4 + H+ ★ 碱指在水中电离出的阴离子全部为OH-的化合物。
NaOH = Na+ + OH★ 中和反应的实质 H+ + OH- = H2O
Svante August Arrhenius 瑞典化学家
3．据布朗斯特酸碱理论，下列各组酸碱对中，属于共轭酸碱对 的是 （ ） A．H2CO3 -CO32- B．H3O+-OHC．HPO42--PO43- D．H2Ac+-Ac4．根据布朗斯特酸碱理论，下列各组酸碱对中，不属于共轭酸 碱对的是 （ ） A．HAc-AcB．NH3-NH2C．HNO3-NO3D．H2SO4-SO425. 按酸碱质子理论考虑，在水溶液中既可作酸亦可作碱的物质是 ( ) A、ClB、NH4+ C、HCO3D、H3O+ 3.C 4.D 5.C
model 5.2 路易斯酸碱
The Lewis acid-base model
发展历程：
酸碱的早期定义： 酸：有酸味，能使蓝色石蕊变红 碱：有涩味，使红色石蕊变蓝 Arrhenius酸碱电离理论（1887） Brфnsted-Lowry酸碱质子理论（1923） Lewis酸碱电子理论（1923） Pearson软硬酸碱理论（1963）
它的一个半反应是作为酸的H2O分子给出质子 生成它的共轭碱(Conjugate base)OH–: H2O H+ + OH–
另一个半反应是作为碱的NH3 分子接受质子生成它的 共轭酸(Conjugate acid) : NH3 +H+→NH4 +
共轭酸碱对
酸 质子 碱
H + AcHAc 分子酸 2 H + SO4 HSO4
H2 O 碱(2)
碱(1)
酸(2)
● 酸和碱的中和反应
H+
H 3O (aq)
H+

OH (aq)
H 2O(l)

H 2O(l)
H 3O (aq)
H+

NH 3 (aq)
NH 4 (aq)

H 2O(l )
HAc(aq)

OH (aq) H 2O(l)

Ac (aq )
水的质子自递反应
H2O H OH
+
-
H2O H+ H3O+
H2O H2O H3O+ OH（H3O +常简写为H+）