酸碱质子理论的基本概念
酸碱质子理论(Theory of acid-base proton)：
酸：凡是能释放质子H+的任何含氢原子的分子或离子的物种，即质子的给予体（Proton donor）。
碱：任何能与质子结合的分子或离子的物种。即质子的接受体（Proton acceptor）。
共轭酸碱对：酸给出质子生成相应的碱，而碱结合质子后又生成相应的酸；酸与碱之间的这种依赖关系称共轭关系。相应的一对酸碱被称为共轭酸碱对（Conjugate acid-base Pair）。
例如：HAc的共轭碱碱是Ac-，Ac- 的共轭酸是HAc，HAc 和Ac- 是一对共轭酸碱对。
通式表示如下：
酸= 质子+ 共轭碱
既能给出质子，又能接受质子的物质为两性物质，例如：HPO42-，H2PO42，H2O，[Fe(OH)(H2O)5]2+等。
根据酸碱质子理论，可知酸碱解离反应实质是质子转移反应。
例如：HF在水溶液中的解离反应是由给出的质子的半反应和接受质子的半反应组成的。
HF(aq)H+(aq)+F-(aq)
H2O(l)+H+(aq)H3O+(aq)
HF(aq)+H2O(l)H3O+(aq)+F-(aq)
水是两性物质，它的自身解离反应也是质子转移反应。
盐类水解反应也是离子酸碱的质子转移反应。例如：NaAc的分解：
NH4+的分解：
酸碱中和反应（包括非水溶剂中的反应）也是质子转移反应。
1.7.2 Bronsted-Lowry的质子酸碱理论
1923年，Bronsted 和Lowry同时提出了酸碱的质子论。提出凡能给出质子的分子或离子都是Bronsted -Lowry酸，凡能与质子结合的分子或离子都是Br?nsted -Lowry碱。根据这一理论，酸和碱彼此统一在对质子的关系上。一般称Bronsted -Lowry酸脱去质子的部分称为其共轭碱，同样，Bronsted-Lowry碱质子化后就称为其共轭酸。一个碱的碱性越强，其共轭酸的酸性越弱；反之亦然。
如：
许多有机化学反应中都有质子的传递，而且Br?nsted -Lowry质子酸碱理论可以用p K a值代表酸的强弱，或用p K b值代表碱的强度，即可以定量地比较各种不同酸碱的强弱，因此，Bronsted-Lowry质子酸碱理论对于理解有机化学反应十分重要。
如羧酸的酸性强于苯酚，苯酚的酸性强于醇，因此，可以选择合适的碱逐步分离它们。又比如烯丙型的氢相比于一般饱和碳上的氢具有很好的反应活性，从其p K a值对比可以看出，由于共轭效应的影响，其脱去氢质子后的碳负离子比较稳定。
又比如羰基化合物的α-H酸性与末端炔烃的p K a值相当，说明羰基化合物的α-H也可以在一定碱的作用下形成负离子，事实上它们可以作为良好的亲核试剂进行各种亲核加成反应。又如二苯甲烷，三苯甲烷脱去质子后可形成与苯环共轭的碳负离子，其p K a值与胺相当，
也就是说二苯甲基负离子，三苯甲基负离子的碱性与胺负离子（）相当强，常作为强的有机碱。而烃类化合物中酸性－H >
－H > C sp－H，最弱的有机酸为烷烃，这也就意味着最强的碱为烷基负离子，因此它们的有机金属试剂是最强的碱，也是非常好的亲核试剂。
酸碱质子理论的基本概念 酸碱质子理论(Theory of acid-base proton)： 酸：凡是能释放质子H+的任何含氢原子的分子或离子的物种，即质子的给予体（Proton donor）。 碱：任何能与质子结合的分子或离子的物种。即质子的接受体（Proton acceptor）。 共轭酸碱对：酸给出质子生成相应的碱，而碱结合质子后又生成相应的酸；酸与碱之间的这种依赖关系称共轭关系。相应的一对酸碱被称为共轭酸碱对（Conjugate acid-base Pair）。 例如：HAc的共轭碱碱是Ac-，Ac- 的共轭酸是HAc，HAc 和Ac- 是一对共轭酸碱对。 通式表示如下： 酸= 质子+ 共轭碱 既能给出质子，又能接受质子的物质为两性物质，例如：HPO42-，H2PO42，H2O，[Fe(OH)(H2O)5]2+等。 根据酸碱质子理论，可知酸碱解离反应实质是质子转移反应。 例如：HF在水溶液中的解离反应是由给出的质子的半反应和接受质子的半反应组成的。 HF(aq)H+(aq)+F-(aq) H2O(l)+H+(aq)H3O+(aq) HF(aq)+H2O(l)H3O+(aq)+F-(aq) 水是两性物质，它的自身解离反应也是质子转移反应。 盐类水解反应也是离子酸碱的质子转移反应。例如：NaAc的分解： NH4+的分解： 酸碱中和反应（包括非水溶剂中的反应）也是质子转移反应。
1.7.2 Bronsted-Lowry的质子酸碱理论 1923年，Bronsted 和Lowry同时提出了酸碱的质子论。提出凡能给出质子的分子或离子都是Bronsted -Lowry酸，凡能与质子结合的分子或离子都是Br?nsted -Lowry碱。根据这一理论，酸和碱彼此统一在对质子的关系上。一般称Bronsted -Lowry酸脱去质子的部分称为其共轭碱，同样，Bronsted-Lowry碱质子化后就称为其共轭酸。一个碱的碱性越强，其共轭酸的酸性越弱；反之亦然。 如： 许多有机化学反应中都有质子的传递，而且Br?nsted -Lowry质子酸碱理论可以用p K a值代表酸的强弱，或用p K b值代表碱的强度，即可以定量地比较各种不同酸碱的强弱，因此，Bronsted-Lowry质子酸碱理论对于理解有机化学反应十分重要。 如羧酸的酸性强于苯酚，苯酚的酸性强于醇，因此，可以选择合适的碱逐步分离它们。又比如烯丙型的氢相比于一般饱和碳上的氢具有很好的反应活性，从其p K a值对比可以看出，由于共轭效应的影响，其脱去氢质子后的碳负离子比较稳定。 又比如羰基化合物的α-H酸性与末端炔烃的p K a值相当，说明羰基化合物的α-H也可以在一定碱的作用下形成负离子，事实上它们可以作为良好的亲核试剂进行各种亲核加成反应。又如二苯甲烷，三苯甲烷脱去质子后可形成与苯环共轭的碳负离子，其p K a值与胺相当， 也就是说二苯甲基负离子，三苯甲基负离子的碱性与胺负离子（）相当强，常作为强的有机碱。而烃类化合物中酸性－H > －H > C sp－H，最弱的有机酸为烷烃，这也就意味着最强的碱为烷基负离子，因此它们的有机金属试剂是最强的碱，也是非常好的亲核试剂。
第三章酸碱滴定法 一、名词解释 1、酸碱滴定法： 2、酸碱质子理论： 1、质子条件： 2、两性物质： 3、缓冲溶液： 4、酸碱指示剂： 5、缓冲容量： 6、混合指示剂： 7、滴定突跃： 10、共轭酸碱对： 二、填空 1、酸碱滴定曲线是以_______变化为特征的，滴定时酸碱的浓度越__，滴定突跃 范围越____酸碱的强度越____则滴定的突跃范围越____。 2、甲基橙指示剂变色范围是PH=_________，酚酞的变色范围PH=___________， 碘遇淀粉呈____色是碘的特性反应.。 3、有三种溶液：⑴食盐水、⑵稀硫酸、⑶石灰水、按PH值由大到小顺序排列： _________________。 4、将少量固态醋酸钠加入醋酸溶液中，醋酸溶液的PH值_________。 5、混合指示剂颜色变化是否明显，与两者的___________有关。 6、1.0×10-4 mol/LH 3PO 4 溶液的PH值为______。（已知Ka=5.8×10-10） 7、大多数酸碱指示剂的变色范围是_________PH单位。 8、指示剂的颜色变化起因于溶液的PH值的变化，由于PH的变化，引起指示剂 ____________的改变，因而显示出不同的颜色。 9、在酸滴定碱时，常用甲基橙作指示剂，滴定终点由____色变为_____色。
10、若用HCl滴定NaOH溶液，滴定的突约范围是从PH=7.70—4.30，可选择 __________和_______作指示剂。 11、所谓缓冲溶液，是一种能对溶液的酸度起____________作用的溶液。 12、生石灰溶于水，其溶液呈_______性， 13、酸碱反应是两个_______________共同作用的结果。 14、强碱滴定弱酸，通常以____________作为判断弱酸能否准确进行滴定的界限。 15、酸性缓冲溶液是由_______________盐组成。 16、用强碱滴定强酸时，采用酚酞作指示剂，终点变为_____色。 17、在PH值＝11的溶液中，[H+]_________[OH-] (＞.＝.＜＝)。 18、有下列三种物质：KNO 3、CH 3 COONa、NH 4 Cl，它们的水溶液中PH=7的是 _____________；PH<7的是_____________；PH >7的是____________。 19、用一定浓度的强碱滴定不同的一元弱酸时，滴定突跃范围的大小，与弱酸的 ___________和_______有关。 20、计量点前后_________相对误差范围内溶液PH值的变化范围，称为酸碱滴定 的PH突约范围。 21、因一个质子的得失而互相转变的每一对酸碱，称为_______。它的Ka和K b 的关系是________________________。 22、0.01mol/LHCl的PH=_____________，0.05mol/LH 2SO 4 溶液的PH=________。 23、氯化铵的水溶液呈_________性，它的PH值———7，这是由于氯化铵在水 中发生了_________反应，其反应的离子方程式_________________________。 24、指示剂颜色的改变，起因于溶液的PH值的变化，由于PH值的变化，引起指 示剂__________的改变，因而显示出不同的颜色。 25、为使同一缓冲体系能在较广泛的PH值范围内起缓冲作用，可用 _____________组成缓冲体系。 26、酸碱反应的实质就是________的转移。 27、某种酸本身的酸性越强，其共轭碱的碱性______。 28、强碱滴定弱酸，通常以________作为判断弱酸能否准确进行滴定的界限。 29、在水溶液中，酸碱的强度决定于酸将质子给予水分子和碱从水分子中夺取质
酸碱质子理论 酸碱质子理论（布朗斯特-劳里酸碱理论）是丹麦化学家布朗斯特和 英国化学家汤马士·马丁·劳里于1923年各自独立提出的一种酸碱理论12。该理论认为：凡是可以释放质子（氢离子，H+）的分子或 离子为酸（布朗斯特酸），凡是能接受氢离子的分子或离子则为碱（布朗斯特碱）。 当一个分子或离子释放氢离子，同时一定有另一个分子或离子接受氢离子，因此酸和碱会成对出现。酸碱质子理论可以用以下反应式说明:酸+ 碱≒共轭碱+共轭酸 酸在失去一个氢离子后，变成共轭碱;而碱得到一个氢离子后，变成 共轭酸。以上反应可能以正反应或逆反应的方式来进行，不过不论是正反应或逆反应，均维持以下的原则:酸将一个氢离子转移给碱。 在上式中，酸和其对应的共轭碱为一组共轭酸碱对。而碱和其对应的共轭酸也是一组共轭酸碱对。在这里，酸和碱具有同一性，互为存在条件，在一定条件下又朝着与自己相反的方向转化，这是符合唯物辩证法的。 酸碱离子理论是阿累尼乌其斯(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，倒台。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未掺杂水的生成;又如氨
的水溶液显碱性，曾被错误地认为是NH3和H2O形成弱电解质 NH4OH分子，然后离解出OH-等。 由于阿累尼乌斯的酸碱离子理论不能解一些非水溶液中进行的酸碱反应等问题，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: 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。 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(HPO4)2-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，HCO3-等也是两性物质。 共轭酸碱 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 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。
6.1 水的离解与溶液的pH 57 第6章 酸碱质子理论与缓冲溶液 最初，人们对酸碱的认识只单纯地限于从物质所表现出来的性质上来区分酸和碱。随着生产和科学技术的进步，人们的认识不断深化，提出了多种酸碱理论。其中比较重要的有离解理论，溶剂理论，质子理论，电子理论以及软硬酸碱概念等。中学化学关于酸碱概念的讨论都是基于离解理论，本章主要介绍水的离解与溶液的pH ，酸碱的质子理论及其基于在此理论上提出的缓冲溶液概念。 6.1 水的离解与溶液的pH 6.1.1 水的离解平衡 水的离解非常之小，通常认为是不离解的。但是采用精确的实验方法可以测出，在25℃时，1L 水中有10-7 mol 分子发生离解，离解反应如下： H 2O H + + OH － 起始浓度／mol ·L -1 1000/18 0 0 平衡浓度／mol ·L -1 55.55-10-7 10-7 10-7 ) ()()(})({})(}{)({2///2O H c OH c H c c O H c c OH c c H c K -+-+== c / (H + )·c / (OH - )＝55.55K ＝10-7×10-7 令55.55×K ＝K w ，则水的离子积常数K w ＝10-14。 K w ＝c / (H + )·c / (OH - )适用任何溶液，K w 的值随温度升高而显著增大。 需指出，上述式子中的c / (A)为系统中物种A 的浓度c(A)与标准浓度c 的比值，即 c / (A)＝c(A)/c 。由于c ＝1mol ·L -1，故c 和c / 数值完全相同，只是量纲不同，c 量纲为 mol ·L -1，c / 量纲为1，或者说c / 只是个数值。以后关于其它平衡常数的表示将经常使用 这类表示方法。请注意c 与c / 的异同。 6.1.2 溶液的酸碱性和pH 由上所述，可以把水溶液的酸碱性和H +、OH -－ 浓度的关系归纳如下：在酸性溶液中， c / (H + )＞10-7＞c / (OH - )；在中性溶液中，c / (H + )＝10-7＝c / (OH - )；在碱性溶液中，c / (H + )＜10-7 ＜c / (OH - )。由此可见，溶液的酸碱性由c(H +)和c(OH - )的相对大小决定。 为了方便起见，1909年索伦森（Sorensen S P L ）提出用pH 表示溶液的酸碱性。所谓pH ，是溶液中c / (H + )的负对数： pH ＝- lgc / (H + )
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：