溶液和离子平衡.pptx
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1、F布朗斯特-劳莱酸碱质子理论(Brnsted-Lowryacid-baseprotontheory)酸酸(acid):任何能给出质子的物质,即质子给予体任何能给出质子的物质,即质子给予体(proton donor);碱碱(base):任何能接受质子的物质,即质子接受体任何能接受质子的物质,即质子接受体(proton acceptor)。酸碱反应实质:质子的传递通式:A(酸)B(碱)+H+式中,A是B的共轭酸(conjugateacid),B是A的共轭碱(conjugatebase),A-B称为共轭酸碱对(conjugateacid-basepair)。第1页/共38页JohannesNicol
2、ausBrnsted JohannesNicolausBrnstedborninVarde(February22,1879December17,1947)wasaDanishphysicalchemist.ThomasMartinLowry(October26,1874November2,1936)wasanEnglishphysicalchemist.ThomasMartinLowry第2页/共38页-+第3页/共38页实质:两个共轭酸碱对之间的质子传递!实质:两个共轭酸碱对之间的质子传递!酸越强,其共轭碱越弱;碱越强,其共轭酸越弱;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
3、;对于某些物质,既可以给出质子又可以接受质子,如H2O、HCO3-、HS-等,称为两性物质。酸碱反应的实质酸碱反应的实质第4页/共38页酸碱反应的类型酸碱反应的类型F 酸和碱的解离反应酸和碱的解离反应第5页/共38页F 酸和碱的中和反应酸和碱的中和反应F盐的水解盐的水解H+H+H+H+H+H+第6页/共38页氟磺酸是比硫酸更强的酸。若给氟磺酸中加入SbF5,则其进一步吸引氟磺酸中硫原子的负电荷,得到比氟磺酸更强的酸。S的有效正电荷增大,酸给出质子的能力(即酸性)增大SbF5HSO3F是个超强酸,它能使几乎所有的有机化合物加合质子,得到五配位碳原子物种CH5+。人们将氟磺酸与SbF5构成的系统称
4、之为“魔酸”(magic acid)。v魔酸魔酸(magicacid)(magicacid)OSbF5HOHOSOOFHOSOOFHOSOOSbF5HOHOSOOHOHOSOOFHOSOOFHOSOOFHOSO第7页/共38页F路易斯酸碱电子理论(Lewisacid-baseelectrontheory)GilbertNewtonLewis GilbertNewtonLewis(October23,1875-March23,1946)wasafamousAmericanphysicalchemistknownforhisLewisdotstructures,his1916paperTheAto
5、mandtheMolecule,whichisthefoundationofmodernvalencebondtheory,developedincoordinationwithIrvingLangmuir,andhis1923textbookThermodynamics and the Free Energy of Chemical Substances,writtenincoordinationwithMerleRandall,oneofthefoundingbooksinchemicalthermodynamics.In1926,Lewiscoinedthetermphotonforth
6、esmallestunitofradiantenergy.HewasabrotherofAlphaChiSigma,theprofessionalchemistryfraternity.布布朗朗斯斯特特酸酸碱碱概概念念的的核核心心系系于于分分子子或或离离子子间间的的质质子子转转移移,显显然然无无法法对对不不涉涉及及质质子子转转移移、但但却却具具有有酸酸碱碱特特征征的的反反应应做做解解释释。这这一一不不足足在在布布朗朗斯斯特特概概念念提提出出的的同同年年由由美美国国化化学学家家路路易易斯斯提提出出的的另另一一个个更更广广的的酸酸碱碱概概念念所所弥弥补补,但但后后者者直直到到20世世纪纪30年年代
7、代才才开始在化学界产生影响。开始在化学界产生影响。第8页/共38页路易斯酸(Lewisacid):指接受电子对的物质,即电子对的接受体(Electron pair acceptor);路易斯碱(Lewisbase):指提供电子的物质,即电子对给予体(Electron pair donor)。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。CuCu2+2+4NH+4NH3 3 NHNH3 3 NHNH3 3 NHNH3 3 NHNH3 3 CuCu2+2+路易斯酸路易斯酸+路易斯碱路易斯碱酸碱加(配)合物酸碱加(配)合物第9页/共38页弱电解质的解离平衡弱电解质的解离平衡第10页/
8、共38页v水的离子积常数(ion-productconstantforwater)H2O+H2O H3O+OH-,简写为:简写为:H2O H+OH-水是一种很弱的电解质,只发生极少的部分解离,称为水是一种很弱的电解质,只发生极少的部分解离,称为水的自解离水的自解离 (self-dissociation)。是一个重要常数,通常称为水的离子积常数,简称水的离子积。精确的实验测得在298.15K纯水中:ceq(H+)=ceq(OH-)=1.010-7moldm-3根据平衡原理,298.15K时:根据平衡原理,298.15K时第11页/共38页表2-3不同温度时水离子积常数T/K27328329329
9、72983233731.110-152.910-156.810-151.010-141.010-145.510-145.510-13通常,水的离子积值与温度有一定的关系,随温度升高而增大。第12页/共38页v溶液的pH 由于许多化学反应和几乎全部的生物生理现象都是在H+浓度极小的溶液中进行,因此用物质的量浓度来表示溶液的酸碱度很不方便,常用pH值表示溶液的酸度。如果pH值改变1个单位,相应于改变了10倍。与pH相似,和亦可分别用pOH和来表示,则:pH+pOH=在在T=298.15K时,时,pH+pOH=14第13页/共38页此时c(H+)10-130moldm-3,若要在lmoldm-1H+
10、的水溶液中找到一个未水合的H+,则体积要大到可容纳1070个地球。H+H 2OH3O+,D DH =-761.5 kJ.mol-1&水溶液中H+以何种形式存在?第14页/共38页v一元弱酸、弱碱的解离平衡(TheIonizationEquilibriaofWeakMonoacidsandMonobases)一元弱酸如乙酸(一元弱酸如乙酸(HAc)和一元弱碱如氨水()和一元弱碱如氨水(NH3H2O),它们在水),它们在水溶液中只是部分解离,绝大部分以未解离的分子存在。溶液中始终存在着溶液中只是部分解离,绝大部分以未解离的分子存在。溶液中始终存在着未解离的弱电解质分子与解离产生的正、负离子之间的平
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- 溶液 离子 平衡
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