理学]北京大学普通化学第五章说课材料.ppt

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1、理学理学 北京大学普通化学北京大学普通化学第五章第五章第五章第五章 酸酸 碱碱 平平 衡衡5.1 5.1 酸碱理论酸碱理论酸碱理论酸碱理论5.2 5.2 水的自耦电离平衡水的自耦电离平衡水的自耦电离平衡水的自耦电离平衡5.3 5.3 弱酸弱碱的电离平衡弱酸弱碱的电离平衡弱酸弱碱的电离平衡弱酸弱碱的电离平衡5.4 5.4 酸碱电离平衡的移动酸碱电离平衡的移动酸碱电离平衡的移动酸碱电离平衡的移动5.5 5.5 缓冲溶液缓冲溶液缓冲溶液缓冲溶液5.6 5.6 酸碱中和反应酸碱中和反应酸碱中和反应酸碱中和反应Acid Rain:Acid Rain:The lines on the map are pH

2、 isopleths,which identify The lines on the map are pH isopleths,which identify regions in which the precipitation has the same pH,as indicated by regions in which the precipitation has the same pH,as indicated by the numbers.Notice that precipitation gradually becomes more the numbers.Notice that pr

3、ecipitation gradually becomes more acidic going from west to east,especially in industrialized areas of acidic going from west to east,especially in industrialized areas of the Northeast.This acid rain may be a result of the release of the Northeast.This acid rain may be a result of the release of n

4、itrogen and sulfur oxides into the atmosphere.nitrogen and sulfur oxides into the atmosphere.5.1 5.1 酸碱理论酸碱理论酸碱理论酸碱理论(1)(1)酸碱理论发展简史酸碱理论发展简史酸碱理论发展简史酸碱理论发展简史1)1)酸碱的早期定义：有酸味，能使蓝色石蕊变红的物质叫酸碱的早期定义：有酸味，能使蓝色石蕊变红的物质叫酸碱的早期定义：有酸味，能使蓝色石蕊变红的物质叫酸碱的早期定义：有酸味，能使蓝色石蕊变红的物质叫酸；有涩味，使红色石蕊变蓝的物质叫碱。酸；有涩味，使红色石蕊变蓝的物质叫碱。酸；有涩味，使

5、红色石蕊变蓝的物质叫碱。酸；有涩味，使红色石蕊变蓝的物质叫碱。2)Arrhenius2)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 (1887)(1887)3)Br3)Br nsted-Lowrynsted-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)4)Lewis4)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)5)Pearson5)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)(2)Arrhenius(2)Arrhenius酸碱电离理论酸碱电离理论

6、酸碱电离理论酸碱电离理论 (1887)(1887)酸碱定义：酸碱定义：酸碱定义：酸碱定义：凡是在水溶液中能够电离产生凡是在水溶液中能够电离产生凡是在水溶液中能够电离产生凡是在水溶液中能够电离产生HH 的物质叫作酸的物质叫作酸的物质叫作酸的物质叫作酸(acidacid)，能电离产生，能电离产生，能电离产生，能电离产生OHOH 的物质叫作碱的物质叫作碱的物质叫作碱的物质叫作碱(basebase)。缺缺缺缺 点：点：点：点：1)1)并非只有含并非只有含并非只有含并非只有含OHOH 的物质才具有碱性，如的物质才具有碱性，如的物质才具有碱性，如的物质才具有碱性，如NaNa2 2COCO3 3、NaNa3

7、 3POPO4 4等的水溶液也呈碱性；等的水溶液也呈碱性；等的水溶液也呈碱性；等的水溶液也呈碱性；2)2)仅局限于水溶液体系，对非水体系的酸碱性无能为仅局限于水溶液体系，对非水体系的酸碱性无能为仅局限于水溶液体系，对非水体系的酸碱性无能为仅局限于水溶液体系，对非水体系的酸碱性无能为力。例如，在液氨中力。例如，在液氨中力。例如，在液氨中力。例如，在液氨中NHNH4 4ClCl和和和和NaNHNaNH2 2的反应的反应的反应的反应NHNH4 4 +NH +NH2 2 2NH2NH3 3(3)Br(3)Br nsted-Lowrynsted-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

8、 (1923)(1923)酸碱定义：酸碱定义：酸碱定义：酸碱定义：凡是能给出质子的分子或离子凡是能给出质子的分子或离子凡是能给出质子的分子或离子凡是能给出质子的分子或离子(proton(proton donor)donor)称为酸，凡是能与质子结合的分子或称为酸，凡是能与质子结合的分子或称为酸，凡是能与质子结合的分子或称为酸，凡是能与质子结合的分子或离子离子离子离子(proton acceptor)(proton acceptor)称为碱。称为碱。称为碱。称为碱。由丹麦化学家由丹麦化学家由丹麦化学家由丹麦化学家BrBr n nstedsted和英国化学家和英国化学家和英国化学家和英国化学家Lo

9、wryLowry于于于于19231923年分别提出。年分别提出。年分别提出。年分别提出。HCl HCl H H +Cl+Cl HAc HAc H H +Ac +Ac NH NH4 4 H H +NH +NH3 3 HCOHCO3 3 H H +CO +CO3 3 例如，例如，例如，例如，HClHCl、HAcHAc、NHNH4 4、HCOHCO3 3 等都是酸；而等都是酸；而等都是酸；而等都是酸；而OHOH 、AcAc 、NHNH3 3、COCO3 32 2 等都是碱。可用以下反应式表示：等都是碱。可用以下反应式表示：等都是碱。可用以下反应式表示：等都是碱。可用以下反应式表示：A BrA Br

10、nsted acid is a proton nsted acid is a proton donor,and a Brdonor,and a Br nsted base is nsted base is a proton acceptor.a proton acceptor.共轭酸碱对：共轭酸碱对：共轭酸碱对：共轭酸碱对：显然，酸给显然，酸给显然，酸给显然，酸给出质子后余下的那部分就出质子后余下的那部分就出质子后余下的那部分就出质子后余下的那部分就是碱，碱接受质子后就成是碱，碱接受质子后就成是碱，碱接受质子后就成是碱，碱接受质子后就成为酸。这种酸与碱的相互为酸。这种酸与碱的相互为酸。这种酸与

11、碱的相互为酸。这种酸与碱的相互依存关系，叫作依存关系，叫作依存关系，叫作依存关系，叫作共轭关系共轭关系共轭关系共轭关系，上述方程式中左边的酸是上述方程式中左边的酸是上述方程式中左边的酸是上述方程式中左边的酸是右边碱的右边碱的右边碱的右边碱的共轭酸共轭酸共轭酸共轭酸(conjugate acid)(conjugate acid)，而右边，而右边，而右边，而右边的碱则是左边酸的的碱则是左边酸的的碱则是左边酸的的碱则是左边酸的共轭碱共轭碱共轭碱共轭碱(conjugate base)(conjugate base)，彼此联，彼此联，彼此联，彼此联系在一起叫作系在一起叫作系在一起叫作系在一起叫作共轭酸碱

12、对共轭酸碱对共轭酸碱对共轭酸碱对。酸酸酸酸 HH +碱碱碱碱 上述共轭酸碱对的半反应不能单独存在，因为酸不能自动放上述共轭酸碱对的半反应不能单独存在，因为酸不能自动放上述共轭酸碱对的半反应不能单独存在，因为酸不能自动放上述共轭酸碱对的半反应不能单独存在，因为酸不能自动放出质子，而必须同时存在另一物质作为碱接受质子酸才能变出质子，而必须同时存在另一物质作为碱接受质子酸才能变出质子，而必须同时存在另一物质作为碱接受质子酸才能变出质子，而必须同时存在另一物质作为碱接受质子酸才能变成共轭碱；反之，碱也如此。因此，完整的反应应写成：成共轭碱；反之，碱也如此。因此，完整的反应应写成：成共轭碱；反之，碱也如

13、此。因此，完整的反应应写成：成共轭碱；反之，碱也如此。因此，完整的反应应写成：HClHCl在水中完全电离在水中完全电离在水中完全电离在水中完全电离酸酸酸酸 (1)(1)碱碱碱碱 (2)(2)酸酸酸酸 (2)(2)碱碱碱碱 (1)(1)HCl(aq)+HHCl(aq)+H2 2O(l)O(l)H H3 3OO (aq)+Cl(aq)+Cl (aq)(aq)NHNH3 3在水中部分电离在水中部分电离在水中部分电离在水中部分电离碱碱碱碱 (1)(1)酸酸酸酸 (2)(2)酸酸酸酸 (1)(1)碱碱碱碱 (2)(2)NHNH3 3(aq)+H(aq)+H2 2O(l)O(l)NH NH4 4 (aq)

14、+OH(aq)+OH (aq)(aq)Hydronium ionHydronium ion,hydrated proton,H,hydrated proton,H3 3OO Electrostatic potential map of the hydronium ion.The proton is Electrostatic potential map of the hydronium ion.The proton is always associated with water molecules in aqueous solution.The always associated with w

15、ater molecules in aqueous solution.The H H3 3OO ion is the simplest formula of a hydrated proton.ion is the simplest formula of a hydrated proton.水水水水合合合合氢氢氢氢离离离离子子子子 酸碱质子理论的特点：酸碱质子理论的特点：酸碱质子理论的特点：酸碱质子理论的特点：1)1)酸和碱是通过给出和接受质子的共轭关系相互依存和相互转化酸和碱是通过给出和接受质子的共轭关系相互依存和相互转化酸和碱是通过给出和接受质子的共轭关系相互依存和相互转化酸和碱是通过给出

16、和接受质子的共轭关系相互依存和相互转化的，每一个酸要表现出它的酸性必须有另一个碱同时存在才行，的，每一个酸要表现出它的酸性必须有另一个碱同时存在才行，的，每一个酸要表现出它的酸性必须有另一个碱同时存在才行，的，每一个酸要表现出它的酸性必须有另一个碱同时存在才行，反之碱亦如此。可用反之碱亦如此。可用反之碱亦如此。可用反之碱亦如此。可用“有酸才有碱，有碱才有酸，酸中有碱，有酸才有碱，有碱才有酸，酸中有碱，有酸才有碱，有碱才有酸，酸中有碱，有酸才有碱，有碱才有酸，酸中有碱，碱可变酸碱可变酸碱可变酸碱可变酸”来描述酸碱关系。这是该理论与来描述酸碱关系。这是该理论与来描述酸碱关系。这是该理论与来描述酸碱

17、关系。这是该理论与ArrheniusArrhenius酸碱理酸碱理酸碱理酸碱理论的区别之一。论的区别之一。论的区别之一。论的区别之一。2)2)大大扩大了酸碱的范围。盐的概念似乎需要重新认识，例如大大扩大了酸碱的范围。盐的概念似乎需要重新认识，例如大大扩大了酸碱的范围。盐的概念似乎需要重新认识，例如大大扩大了酸碱的范围。盐的概念似乎需要重新认识，例如NHNH4 4ClCl中的中的中的中的NHNH4 4 是酸，是酸，是酸，是酸，NaAcNaAc中的中的中的中的AcAc 是碱。是碱。是碱。是碱。NHNH4 4 +H +H2 2O O H H3 3OO +NH +NH3 3 Ac Ac +H +H2

18、2O HAc +OHO HAc +OH 盐的水解实际上就是组成它的酸或碱与溶剂盐的水解实际上就是组成它的酸或碱与溶剂盐的水解实际上就是组成它的酸或碱与溶剂盐的水解实际上就是组成它的酸或碱与溶剂HH2 2OO分子间的分子间的分子间的分子间的质子传递过程。从质子理论看，也是酸碱电离反应：质子传递过程。从质子理论看，也是酸碱电离反应：质子传递过程。从质子理论看，也是酸碱电离反应：质子传递过程。从质子理论看，也是酸碱电离反应：3)3)酸和碱既可以是分子型的，也可以是离子型的。还有一些酸和碱既可以是分子型的，也可以是离子型的。还有一些酸和碱既可以是分子型的，也可以是离子型的。还有一些酸和碱既可以是分子型

19、的，也可以是离子型的。还有一些两性电解质两性电解质两性电解质两性电解质(ampholyte)(ampholyte)，既能给出质子作为酸，也能接受，既能给出质子作为酸，也能接受，既能给出质子作为酸，也能接受，既能给出质子作为酸，也能接受质子作为碱，简称两性物。例如，质子作为碱，简称两性物。例如，质子作为碱，简称两性物。例如，质子作为碱，简称两性物。例如，HSHS 即为两性物：即为两性物：即为两性物：即为两性物：HSHS +H +H2 2O O HH3 3OO +S +S2 2 HSHS +H+H2 2O HO H2 2S +OHS +OH 4)4)弱酸、弱碱与溶剂水分子间的质子传递反应，称为弱酸

20、和弱酸、弱碱与溶剂水分子间的质子传递反应，称为弱酸和弱酸、弱碱与溶剂水分子间的质子传递反应，称为弱酸和弱酸、弱碱与溶剂水分子间的质子传递反应，称为弱酸和弱碱的电离平衡弱碱的电离平衡弱碱的电离平衡弱碱的电离平衡(ionization equilibrium)(ionization equilibrium)。HAc +HHAc +H2 2O O H H3 3OO +Ac +Ac NHNH3 3 +H +H2 2O NHO NH4 4 +OH+OH NHNH4 4 +H+H2 2O O H H3 3OO +NH+NH3 3 Ac Ac +H+H2 2O HAc +OHO HAc +OH 水水水水溶溶

21、溶溶液液液液中中中中常常常常见见见见的的的的无无无无机机机机弱弱弱弱酸酸酸酸和和和和弱弱弱弱碱碱碱碱一元一元一元一元多元多元多元多元分子型分子型分子型分子型 弱酸弱酸弱酸弱酸(碱碱碱碱)弱酸弱酸弱酸弱酸弱碱弱碱弱碱弱碱弱酸弱酸弱酸弱酸弱碱弱碱弱碱弱碱HFHFNHNH3 3 HH2 2OOHH2 2C C2 2OO4 4HNOHNO2 2HH2 2SOSO3 3HAcHAc*HH3 3POPO4 4HClOHClOHH2 2COCO3 3HCNHCNHH2 2S SHH2 2SiOSiO3 3阳离子型阳离子型阳离子型阳离子型弱酸弱酸弱酸弱酸(碱碱碱碱)NHNH4 4 Al(HAl(H2 2O)O

22、)6 6 3 3 及一些过及一些过及一些过及一些过度金属阳离子度金属阳离子度金属阳离子度金属阳离子Al(OH)Al(OH)2 2(H(H2 2O)O)4 4 阴离子型阴离子型阴离子型阴离子型弱酸弱酸弱酸弱酸(碱碱碱碱)HSOHSO4 4 F F COCO3 32 2 NONO2 2 POPO4 43 3 AcAc SiOSiO3 32 2 ClOClO S S2 2 等等等等CNCN 两性物两性物两性物两性物HH2 2OO ,HSO,HSO3 3 ,HCO,HCO3 3 ,HS,HS ,H,H2 2POPO4 4 ,HPO,HPO4 42 2 ,HSiO,HSiO3 3 *醋酸实际上是一个有机

23、酸，分子式为醋酸实际上是一个有机酸，分子式为醋酸实际上是一个有机酸，分子式为醋酸实际上是一个有机酸，分子式为CHCH3 3COOHCOOH，简写为，简写为，简写为，简写为HAc.HAc.酸碱强弱的表示方法酸碱强弱的表示方法酸碱强弱的表示方法酸碱强弱的表示方法HCl(HCl(强酸强酸强酸强酸)HF(HF(弱酸弱酸弱酸弱酸)HCl(aq)+HHCl(aq)+H2 2O(l)O(l)H H3 3OO (aq)+Cl(aq)+Cl (aq)(aq)HF +HHF +H2 2O O H H3 3OO +F +F 酸碱强弱不仅决定于酸碱本身释放质子和接受质子的酸碱强弱不仅决定于酸碱本身释放质子和接受质子的

24、酸碱强弱不仅决定于酸碱本身释放质子和接受质子的酸碱强弱不仅决定于酸碱本身释放质子和接受质子的能力，同时也决定于溶剂接受和释放质子的能力，因此要能力，同时也决定于溶剂接受和释放质子的能力，因此要能力，同时也决定于溶剂接受和释放质子的能力，因此要能力，同时也决定于溶剂接受和释放质子的能力，因此要比较各种酸、碱的强度必须选定一种溶剂，最常用的溶剂比较各种酸、碱的强度必须选定一种溶剂，最常用的溶剂比较各种酸、碱的强度必须选定一种溶剂，最常用的溶剂比较各种酸、碱的强度必须选定一种溶剂，最常用的溶剂是水。弱酸弱碱的强弱可用电离平衡常数是水。弱酸弱碱的强弱可用电离平衡常数是水。弱酸弱碱的强弱可用电离平衡常数

25、是水。弱酸弱碱的强弱可用电离平衡常数K K表示。例如，表示。例如，表示。例如，表示。例如，T T=298K=298K时，时，时，时，1)1)电离平衡常数电离平衡常数电离平衡常数电离平衡常数注意注意注意注意：K Ka a 无量纲，常简写为无量纲，常简写为无量纲，常简写为无量纲，常简写为 K Ka a，简称为，简称为，简称为，简称为酸常数酸常数酸常数酸常数。此类液相。此类液相。此类液相。此类液相反应压力的影响可以忽略不计。反应压力的影响可以忽略不计。反应压力的影响可以忽略不计。反应压力的影响可以忽略不计。HAc(aq)+HHAc(aq)+H2 2O(l)O(l)H H3 3OO (aq)+Ac(a

26、q)+Ac (aq)(aq)由由由由vant Hoffvant Hoff等温式，等温式，等温式，等温式，G GT T 2.302.30RTRT lg lgK Ka a 可得，可得，可得，可得，K Ka a 1.70 1.70 10 10 5 5HH3 3OO AcAc HAcHAc 在手册中可以查到酸常数，其共轭碱的电离平衡常在手册中可以查到酸常数，其共轭碱的电离平衡常在手册中可以查到酸常数，其共轭碱的电离平衡常在手册中可以查到酸常数，其共轭碱的电离平衡常数数数数 K Kb b称为称为称为称为碱常数碱常数碱常数碱常数，可从，可从，可从，可从K Ka a求算：求算：求算：求算：AcAc (aq)

27、+H(aq)+H2 2O(l)O(l)OH OH (aq)+HAc(aq)(aq)+HAc(aq)亦即，亦即，亦即，亦即，K Kw w=K Ka a K Kb b=1.0=1.0 10 10 1414例如，例如，例如，例如，K Kb(Acb(Ac )K Kw w/K Ka(HAc)a(HAc)1.0 1.0 10 10 1414/1.76/1.76 10 10 5 5 5.7 5.7 10 10 1010 HH3 3OO OH OH K Kw w/K Ka aHAcHAcAcAc HH3 3OO K Kb b OHOH HAc HAc HH3 3OO AcAc HH3 3OO 共轭酸的酸性越强

28、，其共轭酸的酸性越强，其共轭酸的酸性越强，其共轭酸的酸性越强，其共轭碱就越弱；反之亦共轭碱就越弱；反之亦共轭碱就越弱；反之亦共轭碱就越弱；反之亦燃。燃。燃。燃。根据表中的排列顺序，根据表中的排列顺序，根据表中的排列顺序，根据表中的排列顺序，可以定性地比较在同一可以定性地比较在同一可以定性地比较在同一可以定性地比较在同一浓度下各弱酸浓度下各弱酸浓度下各弱酸浓度下各弱酸(碱碱碱碱)的相的相的相的相对强度。对强度。对强度。对强度。强碱，在水中强碱，在水中强碱，在水中强碱，在水中100%100%质子质子质子质子化，不能独立稳定存在。化，不能独立稳定存在。化，不能独立稳定存在。化，不能独立稳定存在。强酸

29、，在水中几乎强酸，在水中几乎强酸，在水中几乎强酸，在水中几乎100%100%电离，其电离常电离，其电离常电离，其电离常电离，其电离常数一般通过理论推算数一般通过理论推算数一般通过理论推算数一般通过理论推算求得，此表所列强酸求得，此表所列强酸求得，此表所列强酸求得，此表所列强酸电离常数约在电离常数约在电离常数约在电离常数约在10103 3 10109 9数量级。数量级。数量级。数量级。化学上也常用电离度化学上也常用电离度化学上也常用电离度化学上也常用电离度 表示弱电解质的相对表示弱电解质的相对表示弱电解质的相对表示弱电解质的相对强弱：强弱：强弱：强弱：2)2)电离度电离度电离度电离度电离度的大小

30、与浓度有关电离度的大小与浓度有关电离度的大小与浓度有关电离度的大小与浓度有关(类似于化学反应的转化率类似于化学反应的转化率类似于化学反应的转化率类似于化学反应的转化率)，而，而，而，而电离常数则与浓度无关，电离常数比电离度能更深刻地表电离常数则与浓度无关，电离常数比电离度能更深刻地表电离常数则与浓度无关，电离常数比电离度能更深刻地表电离常数则与浓度无关，电离常数比电离度能更深刻地表明弱酸或弱碱电离的本质和能力。两者的简化关系式为明弱酸或弱碱电离的本质和能力。两者的简化关系式为明弱酸或弱碱电离的本质和能力。两者的简化关系式为明弱酸或弱碱电离的本质和能力。两者的简化关系式为 =(K Ka a/C

31、C)1/21/2 =n n已电离的电解已电离的电解已电离的电解已电离的电解质质质质n n总总总总percent ionizationpercent ionization=Ionized acid concentration at equilibriumIonized acid concentration at equilibriumInitial concentration of acidInitial concentration of acid 100%100%For a monoprotic acid HAFor a monoprotic acid HAHH+Percent ionizat

32、ion=Percent ionization=HAHA0 0 100%100%HAHA0 0=initial concentration=initial concentration 须指出，在同一溶剂中，酸碱的相对强弱决定于各酸碱的本须指出，在同一溶剂中，酸碱的相对强弱决定于各酸碱的本须指出，在同一溶剂中，酸碱的相对强弱决定于各酸碱的本须指出，在同一溶剂中，酸碱的相对强弱决定于各酸碱的本性，但同一酸碱在不同溶剂中的相对强弱则由溶剂的性质决定。性，但同一酸碱在不同溶剂中的相对强弱则由溶剂的性质决定。性，但同一酸碱在不同溶剂中的相对强弱则由溶剂的性质决定。性，但同一酸碱在不同溶剂中的相对强弱则由溶

33、剂的性质决定。例如，例如，例如，例如，HAcHAc在水中是弱酸，而在液氨中则是一个较强的酸，在水中是弱酸，而在液氨中则是一个较强的酸，在水中是弱酸，而在液氨中则是一个较强的酸，在水中是弱酸，而在液氨中则是一个较强的酸，因为液氨接受质子的能力比水强，促进了因为液氨接受质子的能力比水强，促进了因为液氨接受质子的能力比水强，促进了因为液氨接受质子的能力比水强，促进了HAcHAc的电离：的电离：的电离：的电离：因此，酸碱的相对强弱与溶剂本身的酸碱性有密切关系。因此，酸碱的相对强弱与溶剂本身的酸碱性有密切关系。因此，酸碱的相对强弱与溶剂本身的酸碱性有密切关系。因此，酸碱的相对强弱与溶剂本身的酸碱性有密切

34、关系。物质酸碱性在不同溶剂作用的影响下，物质酸碱性在不同溶剂作用的影响下，物质酸碱性在不同溶剂作用的影响下，物质酸碱性在不同溶剂作用的影响下，“强可以变弱，弱也可强可以变弱，弱也可强可以变弱，弱也可强可以变弱，弱也可以变强；酸可以变碱，碱也可以变酸以变强；酸可以变碱，碱也可以变酸以变强；酸可以变碱，碱也可以变酸以变强；酸可以变碱，碱也可以变酸”，这是酸碱质子理论与，这是酸碱质子理论与，这是酸碱质子理论与，这是酸碱质子理论与ArrheniusArrhenius酸碱理论的另一个区别。酸碱理论的另一个区别。酸碱理论的另一个区别。酸碱理论的另一个区别。HAc +NHHAc +NH3 3(l)(l)NH

35、 NH4 4 +Ac+Ac 然而，然而，然而，然而，HAcHAc在液态在液态在液态在液态HFHF中却表现为弱碱：中却表现为弱碱：中却表现为弱碱：中却表现为弱碱：HAc +HF HAc +HF H H2 2AcAc +F+F NHNH3 3 (aqaq)+H+H2 2O O(l l)NH NH4 4+(aqaq)+OH+OH (aqaq)Weak Bases and Base Ionization ConstantsWeak Bases and Base Ionization ConstantsK Kb b=NHNH4 4+OHOH NHNH3 3 K Kb b is the is the ba

36、se ionization constantbase ionization constantK Kb bweak baseweak basestrengthstrengthSolve weak base problems like weak acids Solve weak base problems like weak acids exceptexcept solve for OH solve for OH instead of H instead of H+.Ionization Constants of Conjugate Acid-Base PairsIonization Consta

37、nts of Conjugate Acid-Base PairsK Ka a K Kb b=K Kw wWeak Acid and Its Conjugate BaseWeak Acid and Its Conjugate BaseK Ka a =K Kw wK Kb bK Kb b =K Kw wK Ka aHH2 2O O(l l)H H+(aqaq)+OH+OH (aqaq)A A (aqaq)+H+H2 2O O(l l)OH OH (aqaq)+HA +HA(aq)aq)K Ka aK Kb bHA HA(aqaq)H H+(aqaq)+A+A (aq)aq)K Kw wMolecu

38、lar Structure and Acid StrengthMolecular Structure and Acid StrengthH XH XHH+X+X The stronger The stronger the bondthe bondThe weaker The weaker the acidthe acidHF HCl HBr HIHF HCl HBr HBrO HBrO3 3Molecular Structure and Acid StrengthMolecular Structure and Acid Strength2.Oxoacids having the same ce

39、ntral atom(Z)but different 2.Oxoacids having the same central atom(Z)but different numbers of attached groups.numbers of attached groups.Acid strength increases as the oxidation number of Z increases.Acid strength increases as the oxidation number of Z increases.HClOHClO4 4 HClO HClO3 3 HClO HClO2 2

40、 HClO HClOAcid-Base Properties of SaltsAcid-Base Properties of SaltsNeutral Solutions:Neutral Solutions:Salts containing an alkali metal or alkaline earth metal Salts containing an alkali metal or alkaline earth metal ion(except Beion(except Be2+2+)and the conjugate base of a strong acid)and the con

41、jugate base of a strong acid(e.g.e.g.Cl Cl ,Br,Br ,and NO,and NO3 3 ).).NaCl(NaCl(s s)Na)Na+(aqaq)+Cl)+Cl (aqaq)HH2 2OOBasic Solutions:Basic Solutions:Salts derived from a strong base and a weak acid.Salts derived from a strong base and a weak acid.NaCHNaCH3 3COOH(COOH(s s)Na)Na+(aqaq)+CH)+CH3 3COOC

42、OO (aqaq)HH2 2OOCHCH3 3COOCOO (aqaq)+H+H2 2O O(l l)CH CH3 3COOH COOH(aqaq)+OH+OH (aqaq)Acid-Base Properties of SaltsAcid-Base Properties of SaltsAcid Solutions:Acid Solutions:Salts derived from a strong acid and a weak Salts derived from a strong acid and a weak base.base.NHNH4 4Cl(Cl(s s)NH)NH4 4+(

43、aqaq)+Cl)+Cl (aqaq)HH2 2OONHNH4 4+(aqaq)NH NH3 3 (aqaq)+H+H+(aqaq)Salts with small,highly charged metal cations(Salts with small,highly charged metal cations(e.g.e.g.Al Al3+3+,CrCr3+3+,and Be,and Be2+2+)and the conjugate base of a strong acid.)and the conjugate base of a strong acid.Al(HAl(H2 2O)O)6

44、 6 (aqaq)Al(OH)(H Al(OH)(H2 2O)O)5 5 (aqaq)+H+H+(aqaq)3+3+2+2+Acid-Base Properties of SaltsAcid-Base Properties of SaltsSolutions in which both the cation and the anion Solutions in which both the cation and the anion hydrolyze:hydrolyze:K Kb b for the anion for the anion K Ka a for the cation,solut

45、ion will be basicfor the cation,solution will be basicK Kb b for the anion for the anion OH OH HH3 3OO OH 1 1 10 10 7 7HH 1 1 10 10 7 7pH=7pH=7pH 7pH 7pH 7At 25At 25 C CTypical pH values of Typical pH values of common aqueous common aqueous solutions.The brown solutions.The brown regions indicate th

46、e pH regions indicate the pH ranges for liquids ranges for liquids regarded as corrosive.regarded as corrosive.The sum of the pThe sum of the pK Ka a of an acid of an acid and the pand the pK Kb b of its conjugate of its conjugate base is constant,and equal to base is constant,and equal to p pK Kww,

47、which is 14.00 at 25,which is 14.00 at 25 C.C.5.3 5.3 弱酸弱碱的电离平衡弱酸弱碱的电离平衡弱酸弱碱的电离平衡弱酸弱碱的电离平衡 弱酸、弱碱与溶剂水分子之间的质子传递反应，统称弱酸、弱碱与溶剂水分子之间的质子传递反应，统称弱酸、弱碱与溶剂水分子之间的质子传递反应，统称弱酸、弱碱与溶剂水分子之间的质子传递反应，统称为弱酸弱碱电离平衡。在水溶液中能电离出一个或多个为弱酸弱碱电离平衡。在水溶液中能电离出一个或多个为弱酸弱碱电离平衡。在水溶液中能电离出一个或多个为弱酸弱碱电离平衡。在水溶液中能电离出一个或多个HH3 3OO (OH(OH )的弱酸的弱

48、酸的弱酸的弱酸(碱碱碱碱)分别称为一元弱酸弱碱或多元弱酸分别称为一元弱酸弱碱或多元弱酸分别称为一元弱酸弱碱或多元弱酸分别称为一元弱酸弱碱或多元弱酸弱碱。弱碱。弱碱。弱碱。HAc+HHAc+H2 2O HO H3 3OO+Ac+Ac H H2 2S+HS+H2 2O HO H3 3OO+HS+HS HSHS +H+H2 2O HO H3 3OO+S+S2 2 H H3 3POPO4 4 +H+H2 2O HO H3 3OO+H+H2 2POPO4 4 H H2 2POPO4 4 +H+H2 2O HO H3 3OO+HPO+HPO4 42 2 HPOHPO4 42 2 +H+H2 2O HO H

49、3 3OO+PO+PO4 43 3 (1)(1)一元弱酸、弱碱的电离平衡一元弱酸、弱碱的电离平衡一元弱酸、弱碱的电离平衡一元弱酸、弱碱的电离平衡 根据一元弱酸（碱）的电离平衡常数以及它们的起始根据一元弱酸（碱）的电离平衡常数以及它们的起始根据一元弱酸（碱）的电离平衡常数以及它们的起始根据一元弱酸（碱）的电离平衡常数以及它们的起始浓度，可以计算溶液的酸度或碱度。浓度，可以计算溶液的酸度或碱度。浓度，可以计算溶液的酸度或碱度。浓度，可以计算溶液的酸度或碱度。例如，计算例如，计算例如，计算例如，计算0.1mol0.1mol L L 1 1HAcHAc水溶液的酸度：水溶液的酸度：水溶液的酸度：水溶液的

50、酸度：HAc(aq)+HHAc(aq)+H2 2O(l)O(l)H H3 3OO+(aq)+Ac(aq)+Ac (aq)(aq)所以，所以，所以，所以，x x=H=H3 3OO+=1.3 =1.3 10 10 3 3 mol mol dmdm 3 3此时电离度此时电离度此时电离度此时电离度 =1.3 1.3 10 10 3 3/0.10/0.10 =1.3%=1.3%0.10 0.10 设设设设HH3 3OO+=x x 0.10 0.10 x x x xx x 1)1)水的电离可忽略不计；水的电离可忽略不计；水的电离可忽略不计；水的电离可忽略不计；2)2)当电离度很小当电离度很小当电离度很小当