第7章酸碱反应

Ka [H ] 2

K CaKa 4
2 a
Kb [OH ] 2
K2 b Cb K b 4
简化式 CKa ≤ 20Kw ，C/Ka ≥ 400
[H ] CaKa Kw

[OH ] C b K b Kw
最简式 CKa ≥ 20Kw ，C/Ka ≥ 400
a 2
Ka HA0

此式说明：电解质溶液的电离度与浓度的平方 根成反比，即浓度越稀电离度越大，以离子形式存 在于溶液中的比例越多——稀释定律。
1. 要使0.1升4.0 mol.l-1的NH3水的离解度增
大1倍，需加入水__________升。
2.已知0.10mol.l-1 HAC其[H+]=1.3 x 10-3 mol.l-1 ,
一元弱酸HA（原始浓度为C） HA 物料平衡： 质子平衡：

[H+]
+
[A-]
[H ][ A ] Ka [HA ]
[HA] + [A- ] = C [ H+ ] = [ A - ] + [ OH-]
[HA ] C [A ] C [H ] [OH ] C [H ]
Kw [H ]
Ka[HA ] Kw [H ] [H ] [H ]

[H ] 2 Kw 代入物料平衡 [HA ] Ka
乘Ka[H+]得：

Kw [H ] 2 Kw C [H ] Ka [H ]
3 2
[H ] Ka[H ] (CKa Kw)[H ] KaKw 0
[H ]

CaKa
[OH ]
Cb K b
计算298K时，下列各溶液的pH值
（1）0.10mol/LNH3· H2O （2） 0.010mol/LNaAc KNH3 = 1.76×10-5 ） （3）0.10mol/LNH4Cl （KHAc = 1.76×10-5
c ( NH ) / c c ( OH ) / c [ NH ] [ OH ] 4 4 Kb c( NH 3 H 2O) / c [ NH 3 H 2O]
由Ka、Kb比较酸碱的相对强弱
HAc = H+ +AC－
Ka = 1.8×10-5
NH4+ = H+ + NH3
7.2 水溶液中的重要酸碱反应 7.2.1 水的质子自递反应 7.2.2 弱一元酸碱的离解
7.2.3 弱多元酸碱的离解 7.2.4 两性物质的离解
7.2.1 水的电离平衡和pH值
纯水有微弱的导电性，实验说明水也是一种很 弱的电解质，常温下，将有很少的一部分水分子发 生了电离： H2O
K w

人们为了使用的方便，常采用pH值来表示水溶液的酸碱性。 即定义： pH = - lg [H+] pOH = - lg [OH-] pKw = - lg Kw
根据水的电离平衡关系，他们之间有如下的联系：
[H+][OH-] = Kw = 1.00 10-14 pH + pOH = p Kw = 14 对于纯水，或中性的水溶液（如NaCl等）： pH = pOH = 7.0 对于酸性溶液（如HCl等）: [H+] > 10-7, [OH-] < 10-7, pH < 7.0 对于碱性溶液（如NaOH等）： [OH-] > 10-7, [H+] < 10-7, pH >7.0
第7章
酸碱平衡
本章教学要求
1.掌握质子酸碱、共轭酸碱、两性物质、酸碱反应 、酸碱离解常数等概念 2. 熟练运用近似方法计算酸碱水溶液的酸度酸度 3. 理解同离子效应、介质酸度对酸碱平衡移动的影 响，熟练掌握有关计算，定性掌握介质酸度与酸 碱存在型体的关系 4. 理解稀释作用，了解盐效应对酸碱平衡移动的影响 5.了解酸碱缓冲溶液的性质，理解酸碱缓冲作用原理 6、掌握酸碱缓冲溶液的配置方法
HS- = H+ +S2-
Ka = Kw/Kb=1.0×10-14/ 1.8×10-5= 5.6×10-10
Ka2 = 7.1 ×10-15
酸的相对强弱为： HAc＞NH4+ ＞HS—
AC－ +H2O = HAc + HONH3 +H2O = NH4+ + HOS2- +H2O = HS- + HOKb = Kw/Ka=1.0×10-14/ 1.8×10-5= 5.6×10-10 Kb = 1.8×10-5
1923年两位科学家（丹麦的Bronsted和英国的Lowry)
提出了“酸碱质子理论”。其内容是：
凡是能给出质子的物质都是酸；酸是质子的给予体。
凡是能接受质子的物质都是碱；碱是质子的接受体。 根据酸碱质子理论，酸和碱之间有如下的“共轭关 系”： HA 酸 H+ + A碱
左边的HA称为碱A的“共轭酸”；右边的A称为酸
Kb = Kw/Ka2=1.0×10-14/ 7.1×10-15= 1.4
碱的相对强弱为： S2-＞NH3 ＞Ac—
根据下列质子传递反应： （1）、HS-+H2O=S2-+H3O+ K1=1×10-12 （2）、CN-+H3O+= H2O+HCN K2=1×10-4 （3）、HAC+ H2O= H3O++AC- K3=1×10-5 （4）、HNO2+CN-=HCN+NO2- K4=1×10-6 最强的质子碱是（
例如：HCl和HAc在水溶液中，前者是强酸，后者是
弱酸。但如果用碱性比水强的液氨做溶剂，则两种酸 的质子都完全传给了溶剂氨分子，它们在液氨中将完 全电离都是强酸——拉平效应。
根据布朗斯特的酸碱理论，可以得出（ A. 任何一种酸失去质子就成为碱 B. 碱不可能是阳离子 C. 碱不可能是阴离子 D. 碱不可能是电中性的分子
2、 酸碱质子理论：1923年Bronsted（布郎斯特）和Lowry （劳 莱）提出 酸碱质子理论
酸——能给出质子H+的物质；
碱——能接受质子H+的物质； 3、软硬酸碱理论：路易斯（Lewis）提出 酸——能接受接受电子对的物质
碱——能给出电子对的物质
7.1、酸碱质子理论
7.1.1 质子酸碱的概念
7.2.2 弱一元酸碱的离解
1、一元弱酸、弱碱的电离平衡
（1）电离平衡与电离平衡常数
弱酸、弱碱为弱电解质，在水中部分电离，电 离产生的正、负离子与未电离的分子间建立如下的 化学平衡： 弱酸： HAc + H2O H3O+ + Ac-
简写为：
HAc
H+ + Ac-
其平衡常数，即弱酸的电离常数
K
（3）质子平衡方程（proton balance equation ）— — PBE（质子条件）
零水准（参考水准）—— 平衡体系中参与质子转移的原始形式
HAC溶液的PBE
解 零水准—— HAC、H2O HAC + H2O = H3O+ + AC得 失 H2O + H2O = H3O+ + OHPBE为： [ H+ ] = [ AC- ] + [ OH - ]
H+ + A0 0 [HA]0 [HA]0
2 0
K
a
[ H ] [ A ] [ HA]
HA 2 HA0 (1 )HA0 1
2
上式中如果 Ka << 10-4 , 且 [HA] > 0.1, 则电离百分 数很小，1- 1，则：
K HA0
[H ] CKa
CKa ≥ 20Kw
C/Ka ≥ 400
最简式 ，C/Ka ≥ 400
（3）可忽略弱酸的电离,但水的电离不可忽略
CKa ≤ 20Kw C/Ka ≥ 400
[H ] CKa Kw
简化式，C/Ka ≥ 400
酸碱溶液中酸度的计算
a 一元弱酸（碱）
近似式（ CKa ≥ 20Kw ，C/Ka ≤400）
* 质子酸、质子碱有强弱之分： 酸和碱的强度，就是它们给出或接受质子 的倾向的衡量尺度。凡是容易给出质子的是强 酸，它的共轭碱就是弱碱。凡是容易接受质子 的碱就是强碱，它的共轭酸就是弱酸。
例如：
HCl是强酸，Cl-就是弱碱； HAc是弱酸，Ac-就是强碱； OH-是强碱，H2O就是弱酸。
酸与碱的强弱，还与溶剂有关。
计算[H+] 浓度的精确公式
近似处理：
根据物料平衡与质子平衡得：
（1）可忽略水的电离
2
CKa ≥ 20Kw

C/Ka≤ 400
H K H cK
a
a
0
近似式 C/Ka ≤400
Ka [H ] 2
2 Ka CKa 4
计算[H+] 浓度较精确公式
（2）可忽略水和弱酸的电离
A
）
对于下列反应来说，正确的叙述是（
D
）
[Al(H2O)6]3++H2O→[Al(H2O)5(OH)]2++H3O+
A. [Al(H2O)6]3+是碱，而H2O是它的共轭酸 B. [Al(H2O)6]3+是碱，而[Al(H2O)5(OH)]2+是它的 共轭酸 C. [Al(H2O)6]3+是酸，而H2O是它的共轭碱 D. [Al(H2O)6]3+是酸，而[Al(H2O)5(OH)]2+是它的 共轭碱