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酸碱理论

酸碱理论
酸碱理论

§4-3 酸碱理论

The Theories of Acids and Bases

在化学史上,从早期化学家波义耳(Boyle,1684年)提出酸碱理论,到1963年皮尔逊(Pearson )提出软硬酸碱理论(SHAB )的将近三百年中,酸碱定义名目颇多,我们只能选择其中有代表性的酸碱理论来讨论。 一、水离子论(Ionic Theory)(1887年 Arrhenius )

1.定义:在水溶液中,电离出来的阳离子全部是氢离子的化合物,称为酸;电离出来的阴离子全部是氢氧根离子的化合

物,称为碱。

2.优点:能简便地解释水溶液中的酸碱反应,酸碱强度的标度很明确。 3.缺点:把酸碱限制在水溶液中,碱限制于氢氧化物中。 二、溶剂论(Solvent Theory )(1905年 Franklin)

它是从各种不同溶剂(包括非质子溶剂)中,也同样存在酸碱反应,发展起来的。

1.定义:能离解出溶剂特征正离子的物质,称为该溶剂的酸;能离解出溶剂特征负离子的物质,称为该溶剂的碱。 2.实例:

溶剂 酸离子 碱离子 水 H +或H 3O +

OH -

质子型溶剂

NH 3(l) ++

43N H (H N H )

2N H -

CH 3COOH(l)

+

+

32C H H C O O H 或

CH 3COO -

非质子型溶剂

N 2O 4(l) NO + 3N O -

COCl 2(l) COCl + Cl -

SO 2(l)

SO

2+

23S O -

典型的中和反应:NH 4NO 3 + NaNH 2 N H 3(l)

NaNO 3 + 2NH 3

HClO 4 + CH 3COONa C H 3C O O H (l)

NaClO 4 + CH 3COOH [COCl] [AlCl 4] + KCl C O C l 2

K[AlCl 4] + COCl 2

SOCl 2 + Cs 2SO 3 SO 2(l)

2CsCl + 2SO 2

3.优点:将酸碱扩大到非水体系。

4.缺点:不能解释不电离的溶剂及无溶剂的酸碱。 5.拉平效应和区分效应 (1) 溶剂的种类

a .两性的中性溶剂:既可以为酸,又可以为碱的溶剂。如H 2O 、CH 3OH 、CH 3CH 2OH 等。当溶质是较强的酸时,

这种溶剂呈碱性;当溶质是较强的碱时,这种溶剂呈酸性。

b .酸性溶剂:也是两性溶剂,但酸性比水大。如HCOOH 、CH 3COOH 、CH 3CH 2COOH 、H 2SO 4(l) 和Cl 3CCOOH

等。

c .碱性溶剂:也是两性溶剂,但碱性比水大。如乙二胺(H 2NCH 2CH 2NH 2) (2) 拉平效应

实验证明HClO 4、H 2SO 4、HCl 和HNO 3的酸强度是有区别的,其强度顺序为:HClO 4>H 2SO 4>HCl >HNO 3,但在水溶液中看不到它们的强度差别。这种将各种不同强度的酸拉平到溶剂化质子水平的效应,称为拉平效应。具有拉平效应的溶剂,称为拉平溶剂。水的碱性是这些强酸产生拉平效应的因由。在液氨中醋酸也成为强酸。

(3) 区分效应

能区分酸(或碱)的强弱作用,称为区分效应。具有区分效应的溶剂,称为区分溶剂。如冰醋酸可以把HClO 4、

H 2SO 4、HCl 和HNO 3的酸性区分开来。由于2H A c +

的酸性强于H 3O +,这四种酸就不能全部将其质子转移给HAc 了。HClO 4 + HAc

24H Ac C lO +

-

+的程度最大,3

H N O H Ac

+23H A c N O +-

+的程度最小,所

以冰醋酸称为HClO 4、H 2SO 4、HCl 、HNO 3的区分溶剂。

三、质子论(Proton Theory )(1923年 Br φnsted and Lowry )

1.定义:An acid is a substance (molecule or ion)that can transfer a proton to another substance. Likewise a base is a

substance that can accept a proton . 2.Classification of acids and bases

(1) acids :molecular acids :H 2SO 4、HCl 、CH 3COOH ,anion acids :4H SO -

、24H C O -

,cation acids :3H O

+

4N H +、653C H N H +

(2) bases :molecular bases :NH 3、N 2H 4、NH 2OH ,

anion bases :OH -、S 2-、CH 3COO -。

3.Conjugate acid -base pairs :The word conjugate means “joined together as a pair” 酸碱统一在质子上,其关系式为: A (酸

)

B (碱)+ H +(质子)

这种关系称为共轭酸碱对,所以酸碱质子理论又称为共轭酸碱理论。

Practi ce Exercise :What is the conjugate base of each of the following acids :4H C lO 、2H S 、4P H +

、3H C O -

? What is the conjugate acid of each of the following bases :CN -

、24SO -

、2H O 、3H C O -

?

4.用质子理论来解释一些反应:

(1) 气相中的酸碱反应:

3(g) N H 4

C l (s)+

_

B 2A 2B 1

+

A 1

(2) 离解反应(dissociation reactions ):

a ._

H 2O + H 2O 3O +

+ O H

+

auto ionization :

b

.acid ionization :_

H A c + H 2O 3O + + A c

c .

base ionization :_

N 32O

H 4 + O H +

(3) hydrolysis :实际上可以看作水和离子酸、离子碱的反应:

A c + H 2O A c + O H

_

+

K b = K w

/ K a = K h

NH 4 + H 23 + H 3O

+

K a = K w / K b = K h

5.特点:

(1) 质子论中不存在盐的概念。因为在质子论中,组成盐的离子已变成了离子酸和离子碱。

(2) 酸碱是共轭的,弱酸共轭强碱,弱碱共轭强酸(The stronger an acid, the weaker its conjugate base; the stronger a

base , the weaker its conjugate acid.)。因此我们已知某酸的强度,就可以知道其共轭碱的强度。

6.优点:

(1) 把酸碱反应扩大到气相、液相、电离和水解等反应;

(2) 在水溶液中,质子论的酸强度标度与Arrhenius 理论中的酸强度标度是一致。 7.缺点:不能说明无质子型溶剂(如SO 3、BF 3)的酸碱反应,酸的定义范围并没有扩大。 四、电子论(Electron Theory )(1923年 G.N .Lewis )

G.N.Lewis was the first to notice this aspect of acid- base reactions. He proposed a definition of acid and base that emphasiz es the shared electron pair: A Lewis acid is defined as an electron-pair acceptor, and a Lewis base is de fined as an electron-pair donor.

1.定义:凡是能接受电子对的物种(spec ies),称为酸;凡是能给出电子对的物种,称为碱。 2.一般式: A + : B A : B Lewis acid Lewis base acid -base adduct 3.Types of reactions

(1) adduct reaction :H + + : OH -

H 2O

(2) substitution reaction of acid :234

C u(N H )4H

+

+

+24C u

4N H +

+

+

(3) substitution reaction of base :234

-

Cu(NH )2OH

+

+23C u(O H )4N H +

(4) both substitution reaction :Ba(OH)2 + H 2SO 4 BaSO 4↓ + 2H 2O

4.优点:

(1) 它包括了水离子论、溶剂论和质子论等三种理论; (2) 它扩大了酸的范围。

5.缺点:无统一的酸碱强度的标度。

由于电子论包括了所有的酸碱理论,所以该理论又称为广义酸碱理论。酸碱电子论的提出,可以把所有的化学反应分

为三大类: A + : B A : B 酸碱反应 R· + ·R 'R : R ' 自由基反应

Red· + Ox

Red +Ox - 氧化—还原反应

Practi ce Exercise :Identify the Lewis acid and Lewis base in each of the following reactions: (a) CN -

(aq) + H 2O(l) HCN(aq) + OH -

(aq)

(b) HIO(aq) + 2N H -

(aq)NH 3(l) + IO -(aq) (c) (CH 3)3N(g) + BF 3(g) (CH 3)3NBF 3(s)

(d) Fe(ClO 4)3(s) + 6H 2O(l) 3264e(H O )3C lO F aq aq ()()+-

+

(e) FeBr 3(s) + Br -(aq)

4

FeB r aq ()

-

有机化学酸碱理论

有机化学酸碱理论 1、阿伦尼乌斯酸碱理论: 水中离解的局限性 2、J.N.Brфnsted酸碱理论: 定义:在反应中能提供质子的分子或离子为酸;接受质子的分子或离子为碱。 酸碱的相对性:同一种物质,在一个反应中是酸,在另一个反应中也可能是碱。 共轭酸碱对:酸给出质子成为碱(酸的共轭碱),碱得到质子成为酸(碱的共轭酸) 酸越强,则酸的共轭碱越弱;碱越强,碱的共轭酸越弱。反应的结果就是强酸与强碱反应生成弱酸和弱碱。 3、G.N.Lewis酸碱理论: 定义:能够接受电子的分子和离子即Lewis酸;能够提供电子的分子和离子即Lewis碱。 Lewis酸:具有空轨道和未充满外层笛子轨道,电子受体,亲电试剂; AlCl3 BF3 FeCl3 ZnCl2 Ag+ R+ NO2+ Lewis碱:具有孤对电子和π电子,电子供体,亲核试剂。

NH3 ROH X- OH- RO- 酸碱理论 酸碱理论(acid-base theory) 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。法国A.L.拉瓦锡又提出氧是所有酸中普遍存在的和必不可少的元素,英国H.戴维以盐酸中不含氧的实验事实证明拉瓦锡的看法是错误的,戴维认为:“判断一种物质是不是酸,要看它是否含有氢。”这个概念带有片面性,因为很多有机化合物和氨都含有氢,但并不是酸。德国J.von李比希弥补了戴维的不足,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。 阿伦尼乌斯酸碱理论[1]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。

常见的碱和酸碱反应

一、碱: 1.碱的涵义:碱电离出的阴离子全部是OH-的化合物,如Ca(OH)2 ,NaOH等 2.碱溶液能与酸碱指示剂作用 碱溶液遇紫色石蕊试液变蓝,遇无色酚酞溶液变红 3.碱的PH值大于7.PH大于七的不一定都是碱;比如 4.碱的通性: a:碱和酸发生中和反应,生成盐和水 NaOH+H2SO4 == Ca(OH)2+2HNO3== b:碱和非金属氧化物反应,生成盐和水 Ca(OH)2+CO2== NaOH+CO2== c:碱与某些盐反应,生成新碱和新盐 注意:两种反应物必须是溶液,生成物必须要有一种是难溶的。如: NaOH+CuSO4== NaOH+FeCl3== Ca(OH)2+Na2CO3== 二、酸性氧化物 (1)概念:能与碱反应;生成盐和水的氧化物。如CO2、SO2、SiO2、SO3、Mn2O7等均属于酸性氧化物。 (2)注意:①酸性氧化物包括大多数非金属氧化物和少数金属氧化物(如Mn2O7),可见酸性氧化物不一定是非金属氧化物,少数非金属氧化物不是酸性氧化物,如CO、H2O等。 ②酸性氧化物多数能溶于水,跟水化合生成酸,也有少数酸性氧化物不溶于水,也不能与水反应化合生成酸,如SiO2。 三、几种重要的碱

思考:氢氧化钠可以干燥哪些气体,二氧化碳,一氧化碳,氢气,氧气,二氧化硫? 氢氧化钠 a白色固体,能吸收空气中水分而潮解。氢氧化钠可做干燥剂。 b极易溶于水,溶解时放出大量热。 c水溶液有涩味和滑腻感。 d有强烈的腐蚀性,不可接触皮肤。 氢氧化钙 俗称熟石灰、消石灰,可由生石灰(即氧化钙)与水反应制得,反应时会放出大量的热。农业上常用氢氧化钙中和酸性土壤,也用它来配制农药波尔多液。 CuSO4+Ca(OH)2==CaSO4+Cu(OH)2日常生活中的三合土、石灰浆的主要成分都是熟石灰。另外氢氧化钙的澄清水溶液常用于实验室检验二氧化碳。方程式随温度升高溶解度下降。 氢氧化钙的制取:CaO+H2O=Ca(OH)2 注意:用熟石灰制取水溶液:加蒸馏水,不断搅拌得乳状悬浊液、静置、上层清液即为氢

分析化学发展史

分析化学发展史 摘要]分析化学始于一些分析检验的实践活动。商品生产和交换的发展,促进了分析检验工作。 16世纪,化学反应广泛地应用于湿法分析。18世纪中叶,重量分析法使分析化学由单纯的定性分析迈 入了定量分析的时代。到了19世纪,定性分析趋于完善,定量分析的各种方法也相继出现并不断发展。 分析化学真正成为一门独立的学科是在20世纪初,被称之为经典分析化学。20世纪以来,在经典化学 不断充实、完善的同时,仪器分析也迅猛发展,并且在分析化学中占据越来越重要的地位。[关键词]化学分析;仪器分析 在化学还没有成为一门独立学科的中世纪,甚至古代,人们已开始从事分析检验的实践活动。这一实践活动来源于生产和生活的需要。如为了冶炼各种金属,需要鉴别有关的矿石;采取天然矿物做药物治病,需要识别它们。这些鉴别是一个由表及里的过程,古人首先注意和掌握的当然是它们的外部特征。如水银又名“流珠”,“其状如水似银”,硫化汞名为“朱砂”、“丹砂”等都是抓住它们的外部特征。人们初步对不同物质进行概念上的区别,用感官对各种客观实体的现象和本质加以鉴别,就是原始的分析化学。 在制陶、冶炼和制药、炼丹的实践活动中,人们对矿物的认识便逐步深化,于是便能进一 步通过它们的一些其他物理特性和化学变化作为鉴别的依据。如中国曾利用“丹砂烧之成水银”来鉴定硫汞矿石。随着商品生产和交换的发展,很自然地就会产生控制、检验产品的质量和纯度的需求,于是产生了早期的商品检验工作。在古代主要是用简单的比重法来确定一些溶液的浓度,可用比重法衡量酒、醋、牛奶、蜂蜜和食油的质量。 到了6世纪已经有了和我们现在所用的基本相同的比重计了。商品交换的发展又促进了货币的流通,高值的货币是贵金属的制品,于是出现了货币的检验,也就是金属的检验。古代的金属检验,最重要的是试金技术。在我国古代,关于金的成色就有“七青八黄九紫十赤”的谚语。在古罗马帝国则利用试金石,根据黄金在其上划痕颜色和深度来判断金的成色。 16世纪初,在欧洲又有检验黄金的所谓“金针系列试验法”,这是简易的划痕试验法的进一步发展。16世纪,化学的发展进入所谓的“医药化学时期”。关于各地各类矿泉水药理性能的研究是当时医药化学的一项重要任务,这种研究促进了水溶液分析的兴起和发展。1685年,英国著名物理学家兼化学家R·波义耳(Boyle,1627-1691)编写了一本关于矿泉水的专著《矿泉的博物学考察》,相当全面地概括总结了当时已知的关于水溶液的各种检验方法和检定反应。波义耳在定性分析中的一项重要贡献是用多种动、植物浸液来检验水的酸碱性。波义耳还提出了“定性检出极限”这一重要概念。这一时期分析检验法的多样性、可靠性和灵敏性,并为近代分析化学的产生做了准备。 18世纪以后,由于冶金、机械工业的巨大发展,要求提供数量更大、品种更多的矿石,促进了分析化学的发展。这一时期,分析化学的研究对象主要以矿物、岩石和金属为主,而且这种研究从定性检验逐步发展到较高级的定量分析。其中干法的吹管分析法曾起过重要作用。此法是把要化验的金属矿样放在一块木炭的小孔中,然后以吹管将火焰吹到它上面,一些金属氧化物便熔化并会被还原为金属单质。但这种方法能够还原出的金属种类并不多。到了18世纪中

循环冷却水PH值-碱度的理论计算和分析汇总

循环冷却水PH值-碱度的理论计算和分析The PH value-alkalinity theory counting and analysis of circulating cooling water 李贺全 华北电力科学研究院有限责任公司北京 100045 关键词:碱度PH值曝气碳酸盐平衡 Key words: alkalinity PH value aeration carbonate equilibrium 摘要:循环冷却水和空气中的CO2在两者之间存在交换,由于循环冷却水系统的连续运行,冷却水和空气中的CO2达到平衡,此时的PH值可由公式准确计算出来。PH值的控制范围同循环水的浓缩倍率有密切关系,并对节水和腐蚀有重要影响。 Abstract: There is exchanging of CO2 between atmosphere and circulating cooling water. With the circulating cooling water operation continuous, the CO2 equilibrium can be produced between them. Then the PH value can be counted with equation by alkalinity exactly. The control range of PH value is related to the concentration cycles closely, and also play important role th the water conversation and corrosion. 循环冷却水的PH值是循环冷却水的一个非常重要的控制指标,它同冷却水系统换热面的结垢和腐蚀密切相关。在一个具体的循环冷却水系统中,冷却水的PH值常控制在一定的范围之内。由于循环水在运行时,循环水在水塔喷淋向下,而周围空气进入凉水塔后自下向上流动。因此,存在空气和冷却水之间的气体交换。由于存在这种交换作用,循环水的PH值计算有不同于其它天然水PH值的计算方法。 1.循环冷却水运行中的曝气作用 循环冷却水运行时,冷却水在传热面受热升温。在冷却水塔和空气完成热交换,循环水降温冷却。同时,在循环水喷淋下降过程中,循环水同空气接触,空气的温度升高。受热后的空气变稀薄,压力下降。和水塔外部的空气形成压差。由于循环水的连续运行,这种压差得以保持。周围的空气就会连续不断进入水塔上升,和喷淋向下

论文酸碱理论的发展

酸碱理论的发展概况 摘要:在实验化学的早期,人们就认识了酸和碱,知道了它们的某些特殊性质。 比如酸:使石蕊变红,有酸味;碱:使石蕊变蓝,有苦涩味,酸能溶解活泼金属等等,这就是酸碱理论的萌芽时期。随着化学水平的提高,相继出现了Arrhenius的酸碱电离理论,Bronsted-Lowry的酸碱质子理论及后期的Lewis酸碱理论。本文将具体介绍酸碱理论的发展概况及它们的一些优缺点等方面的内容。 关键词:酸碱电离理论溶剂理论酸碱质子理论 Lewis酸碱理论软硬酸碱理论 人们对于酸、碱的认识是从它们所表现的性质开始的。早在公元前,人们就知道了醋的存在,并知道醋是有酸味的。在公元8世纪左右,阿拉伯的炼金术士制得过硫酸、硝酸。但在当时,人们除了知道它们具有酸味外,并不了解它们更多的性质。因此认为:凡具有酸味的物质都是酸。“酸”这个字在拉丁文中写作“acidus”,就是表示“酸味”的意思。所以得出结论:酸是化合物,溶解于水是产生导电溶液,有酸味。碱也能生成导电溶液,然而却带苦味,摸起来滑润〔1〕。 17世纪后期,随着生产和科学的发展,科学家开始注意比较系统地研究酸和碱的性质。他们发现,酸除了具有酸味外,还能使指示剂变色,能被某些金属置换出氢气;碱有涩味,也能使指示剂变色,并能与酸中和生成盐和水。 18世纪后期,当氧元素被发现以后,人们开始从组成上认识酸碱,以为酸中一定含有氧元素; 到了19世纪初,随着盐酸等无氧酸的发现,科学家认识到有些酸(如盐酸)并不含有氧,但它们同样具有酸的性质。据此,英国的戴维(Davy)提出了“氢才是组成酸所不可缺少的元素”的观点。 到了1987年,Arrhenius S A 提出了酸碱电离理论:在水溶液中电离生成的阴离子全都是H+的物质叫做酸;在水溶液中电离生成的阳离子全都是OH—的物质叫做碱;酸碱中和反应的实质是H+和OH—结合生成H2O(2)。Arrhenius 的电离学说,使人们对酸碱的认识发生了一个飞跃。HA = H+ + A- 电离出的正离子全部是 H+ ,MOH = M+ + OH- 电离出的负离子全部是 OH- 。进一步从平衡角度找到了比较酸碱强弱的标准,即 Ka , Kb 。 Arrhenius 理论在水溶液中是成功的。但其在非水体系中的适用性,却受到了挑战。试比较下列两组反应: 2 H2O = OH- + H3O+ NaOH + (H3O)Cl = NaCl + 2 H2O 2 NH3 = NH2- + NH4+ NaNH2 + NH4Cl = NaCl + 2 NH3 溶剂自身的电离和液氨中进行的中和反应,无法用 Arrhenius 的理论去讨论,因为它把碱限制为氢氧化物,而对氨水呈碱性的事实也无法说明,这曾使人们长期误认为氨水是NH4OH,但实际上从未分离出这种物质。还有,解离理论认为酸和碱是两种绝对不同的物质,忽视了酸碱在对立中的相互联系和统一。(网络资料)。 不过Arrhenius 的电离学说是一个较为实用的观点,它是根据物质在水溶液中所产生的离子来定义的,虽然这种理解在某种程度上忽视了溶剂在酸碱体系中的作用,也牺牲了对酸碱关系的某些相当有用的见解(3)。 针对阿氏理论的不足点,富兰克林(Franklin)在1905年提出了他的溶剂理论(简称溶剂论)。

化学酸碱理论的历史和发展

化学酸碱理论的历史、发展及应用 作者:李禄平 学院:材料学院专业:材料成型及控制工程学号:1120910328 电话:邮箱: 摘要:酸碱是化学这门学科非常重要的组成部分,它的概念的形成却经历了前后三百年的时间,不同的理论对于酸碱有不同的定义,然而最著名的就是酸碱电离理论和酸碱质子理论,经过许多科学家的研究和完善,使得化学界对酸碱的概念的认识有了更加深刻的认识。 关键字:酸碱;盐;酸碱电离理论;酸碱质子理论;酸碱电子理论 一,人们最初对酸碱的认识 酸碱对于化学来说是一个非常重要的部分,在日常生活中,我们接触过很多酸碱盐之类的物质,例如调味用的食醋,它就是一种有机酸(CH3COOH);建筑上用的熟石灰是一种碱(Ca(OH)2)等等。刚开始人们是根据物质的物理性质来分辨酸碱的。有酸味的物质就归为酸一类;而接触有滑腻感的物质,有苦涩味的物质就归为碱一类;类似于食盐一类的物质就归为盐一类。直到17世纪末期,英国化学家波义耳才跟据实验的理论提出了朴素的酸碱理论: ㈠:只要该物质的水溶液能溶解一些金属,能与碱反应失去原来的性质并且能使石蕊的水溶液变红,那么称它为酸。 ㈡:只要该物质的水溶液有苦涩味,能与酸反应失去原来的性质并且能使石蕊的水溶液变蓝,那么称它为碱。 从我们现在的眼光来看,这个理论明显有很多漏洞,如碳酸氢钠,它符合碱的定义,但是它实际上是一种盐。这个理论主要跟很多盐相混淆。 后来人们又试图从酸碱的元素组成上来加以区分,法国化学家拉瓦锡认为,氧元素是酸不可缺少的元素。然而英国的戴维以盐酸并不含氧的实验事实证明拉瓦锡的理论是错误的。戴维认为氢才是酸的不可或缺的元素,要判断一个物质是不是酸,要看他是否含有氢原子。然而很多盐跟有机物都含有氢原子,显然这个理论过于片面了。德国化学家李比西接着戴维的棒又给出了更科学的解释:所有的算都是含氢化合物,其中的氢原子必须很容易的被金属置换出来,能跟酸反应生成盐的物质则是碱。但是他又无法解释酸的强弱的问题。随着科学的发展,人们又提出了更加科学的解释,使得酸碱理论愈发成熟。 二,酸碱电离理论 1887年瑞典科学家阿伦尼乌斯率先提出了酸碱电离理论。他认为,凡是在水溶液中电离出来的正离子都是氢离子的物质就是酸,凡是在水溶液中电离出来的负离子都是氢氧根离子的物质就是碱。酸碱反应的实质其实就是氢离子跟氢氧根离子的反应。 这个理论能解释很多事实,例如强酸与弱酸在性质上的差别的问题,强酸的水溶液由于

九年级化学《酸和碱》酸碱中和反应_知识点整理讲课稿

酸碱中和反应 总结人:汪老师 总结日期:2015年2月3日 一、本节学习指导 本节学习酸碱中和反应,我们知道化学反应是离子重组的过程,酸碱中和反应也是酸中离子和碱中离子重组的过程,下面有配图说明。其次我们还要了解酸碱pH的测定以及pH 试纸的使用。本节有配套学习视频。 二、知识要点 1、酸碱中和反应:酸与碱作用生成盐和水的反应,叫做酸碱中和反应。 2、中和反应的实质:盐酸、硫酸等溶液中都可以电离出氢离子和酸根离子,而氢氧化钠、氢氧化钙中都可以电离出金属阳离子和氢氧根离子,综合反应的实质如下: 上图中,HCl会电离出H+ 和Cl- ,而NaOH可以电离出Na+ 和OH- ,然后在HCl和NaOH 的混合溶液中这些离子重新组合,阴离子+阳离子而得出最终产物:H2O,NaOH。 3、盐:由金属和酸根离子构成的化合物统称盐。例如:NaCl、Na2SO4。 注:有的盐不含金属离子,特殊的有:NH4+, NH4Cl就是一种盐,但是里面没有金属离子。 4、中和反应的应用

(1)改变土壤的酸碱性。正常农作物生长在近中性的土壤中,酸性、碱性土壤都不利于农作物生长。 (2)处理工厂的废水。比如用熟石灰(Ca(OH)2)综合硫酸厂的污水等 (3)用于医药。比如用含有Al(OH)3的药物治疗胃酸(主要成分HCl)过多的胃疼。 5、溶液中酸碱度的表示——pH (1)溶液的酸碱性是指溶液显酸性、显碱性或中性,指示剂可以判断溶液显酸或碱性,却无法判断酸碱性的强弱程度,为了能够表示溶液的酸碱强弱程度,常用pH表示。 (2)pH的范围通常是0-14之间 (3)pH与溶液酸碱性的关系: 上图中可以看出:pH=7,溶液呈中性 PH>7,溶液呈酸性,pH数字越小酸性越强。 PH<7,溶液呈碱性,pH数字越大碱性越强。 注意:pH是表示溶液酸碱性的强弱,酸性越强,溶液中H+含量越多,pH值越小;碱性越强,溶液中OH-含量越多,pH值越大。 (4)pH的测定方法:测定溶液的pH最简便的方法是使用pH试纸。在玻璃片上放一小片pH试纸,将被测液滴到pH试纸上,把试纸显示的颜色与标准比色卡比较,即可得出溶液的pH值。 注意:①不能直接将pH试纸侵入待测溶液中,这样会污染我们的溶液。 ②润湿的pH试纸测得的结果不准确,因为相当于把溶液稀释了。检验气体的酸碱性时可将试纸润湿。 ③ pH测得的数字是正数。 ④通常情况下把pH小于5.6的雨称为酸雨。数值越小,污染越大。 三、经验之谈:

现代酸碱理论在有机化学中的应用

现代酸碱理论在有机化学中的应用 摘要简要介绍现代酸碱理论的建立及其基本概念。现代酸碱理论包括了 Br nsted Lowry酸碱理论、Lewis酸碱理论、HSAB理论和超酸理论。举例介 绍了与物理有机化学、有机合成、有机催化等领域相关的现代酸碱理论的广泛应用。 关键词现代酸碱理论有机化学超酸理论酸碱反应有机合成 现代酸碱理论是指20世纪以后产生的、从本质上认识酸碱的、具有普适意义的无机化学理论。从广义的角度看,除了协同反应和自由基反应外,有机化合物及其衍生物间的化学反应均可看成是酸碱反应。因此,现代酸碱理论被广泛地应用于有机化学的各个方面。现代酸碱理论成为了用无机化学经典理论来研究有机化学反应机理以及反应活性中间体、选择高效绿色催化剂和指导有机合成的重要依据和工具。 1 现代酸碱理论的建立及其基本概念 现代酸碱理论的建立是一个从现象到本质、从感性到理性、从片面到全面的过程。其反映了化学家探索未知世界、从事科学研究的方法和态度。对各种现代酸碱概念的理解是进一步了解其在有机化学中应用的基础。 1.1 Br nsted Lowry酸碱理论 1923年丹麦化学家J.N.Br nsted和英国化学家T.M.Lowry在近代酸碱理论的基础上,几乎同时并独立地提出了酸碱质子理论,该理论因此又称为Br nsted Lowry酸碱理论。 Br nsted Lowry酸碱定义为:酸是质子的给予体(即任何能释放出质子的 含有氢原子的分子或离子都是酸);碱是质子的接受体(即任何能与质子相结合的分子或离子都是碱)。酸给出质子后生成的碱是这种酸的共轭碱;碱接受质子后生成的酸是这种碱的共轭酸。例如:

酸 碱 理 论

酸碱理论 发表日期:2004年5月4日已经有1079位读者读过此文【编辑录入:张保国】 化学中酸和碱的概念是在科学发展过程中不断更新的.在19世纪末奥斯特瓦尔德的影响下,根据电解质离解的理论,化学界中形成了这样的概念:氢离子是酸性的体现者,酸的强度与浓度成正比;氢氧离子则是碱性的体现者,碱的强度与浓度成正比。因而,酸碱中和作用就是氢离子和氢氧离子相互作用生成水的反应。在当时,这一概念经过测定不同的酸碱的中和热证明是符合事实的。 与此同时,人们在实验中发现,除去杂质的纯水具有微弱的导电性。因此,在水中游离的的氢离子和氢氧根离子存在,而且,当时的人们已测定水中离子的浓度积为10-14。当时通常认为水的离解可能用下列方程表示:2H2O=H3O++OH- 其生成物是氢氧根离子。 同时,在25℃时测定纯水的导电率,得出H+和OH-两种粒子的浓度均为10-7mol/L。1909年,哥本哈根的化学家索伦森又提出了用氢离子浓度的负对数PH来表示氢离子浓度。 虽然为,根据电解质离解学说的原理,似乎关于酸和碱的概念已经很明确,但是在20世纪初由于发现了许多新的实验事实,关于酸和碱的确切定义的问题又被提出来了。在当时的许多新发现中,最具代表性的事实乃是在醋酸钠对盐酸进行库仑已法滴定时,所得到的滴定曲线和用碱滴定盐酸时得到的曲线颇为相似。 早在1908年,英国曼彻斯特的科学家拉普斯根据测定水对醇溶液中酯化作用的影响提出,酸是氢离子的给予体(即质子的给予体),碱则是氢离子的接受体。1923年,英国剑桥大学的教授洛里和丹麦布朗斯台德,以及同是丹麦人的比约鲁姆都同时而又各自独立地扩展了这些概念。在3人之中,布朗斯台德将酸碱理论发展得最完备。根据布氏的理论,酸应该是能给出质子的各种分子或离子(即质子给予接受体)。 依据布朗斯台德的观点来看,铵离子应该看成是酸,原因是它能够给出质子而生成NH3;氨因此是碱,原因是它能够接受质子。推而广之,则酸中的阴离子可以看作碱。所以,酸所生成的盐,理所应当呈碱性。布朗斯台德的理论进一步论证了不含氢的基(或离子)做质子给予体所需的条件。

酸碱度理论及其在涂料设计中的应用

酸碱度理论及其在涂料设计中的应用 福士科铸造材料(中国)有限公司 宋会宗 一、 概述 铸件浇注过程中在涂料和金属液之间会发生各种复杂的界面反应。其中有两大类型的反应最为重要:一是氧化还原反应,二是酸碱反应。两者又存在着紧密的相互联系、相互影响。许多铸件的表面缺陷如粘砂、砂眼、麻坑、皱皮等都与这两大类反应有关。 铸造合金由于化学成分的不同会表现出不同的酸碱性。铸造涂料及型砂的各种组份也具有不同的酸碱性。如何判断各种耐火材料或造型材料以及铸造合金的酸碱性是摆在我们面前的重要课题。 以前,我们对铸造合金及氧化物酸碱性的认识是不全面和模糊不清的,经验成分较多。众所周知,高锰钢是碱性钢种,必须用碱性或中性的耐火材料。而对于大多数其他铸造合金的酸碱性以及合金元素如何影响金属的酸碱性则没有清楚的认识。我们知道CaO 、MgO 、K2O ,Na2O 等氧化物是碱性的,也知道SiO2是酸性的,Al2O3是中性的或两性的。但是对于很多常见的合金元素Cr Co Ni Mo V Nb Cu W R E 形成的氧化物的酸碱性以及这些元素对金属的酸碱性的影响的认识还很不够。另外,对于金属元素在不同价态时其氧化物的酸碱性有何不同也很少提及,资料报道也很少,更没有定量描述。合金的酸碱性与金属液高温氧化的产物有关。大部分耐火材料或矿物也由氧化物或复杂氧化物组成。因此,如果能够搞清各种氧化物的酸碱性,便能更加深入地认识金属与造型材料之间的界面反应机理,以及由此造成的各种铸件表面缺陷,也有利于新型涂料的开发及设计。 二、 二元氧化物二元氧化物酸碱性酸碱性酸碱性的标度方法的标度方法

实际上,九十年代我国化学理论工作者对氧化物的酸碱性就已做过一些研究并取得了一些有价值的研究结果,但没有得到铸造工作者的重视。归结起来前人对二元氧化物酸碱性的标度方法主要有三种:即酸碱反应生成自由能法、离子参数法和氧的电荷分数法。酸碱反应生成自由能法的原理是以典型的酸性氧化物如SiO2及碱性氧化物如CaO为参比标准,计算出各种氧化物与参比物反应生成复合氧化物的生成自由能变化。与酸性参比物反应的生成自由能负值越大,说明该氧化物的碱性越强。与碱性参比物反应的生成自由能负值越大,该氧化物的酸性越强。这样根据各种氧化物与参比物生成复杂氧化物的生成自由能的大小,就可确定出各种氧化物的酸碱性强弱。但这种方法需要大量的热力学数据和复杂的计算,实际应用受到很大限制。离子参数法是采用离子参数电离势I及有效核电荷数Z * 与离子半径R 之比Z* / R 来标度氧化物的酸碱性。该方法用氧化物离子参数函数A = I+ 1. 24Z* / R-38. 87来定量标度氧化物的酸碱性。离子参数法能较好地反应各种氧化物的酸碱性,但由于离子参数比较抽象,有些参数的计算也比较复杂,实际的应用也受到诸多限制。 氧的电荷分数法是根据桑德逊电负性均衡原理,按氧化物中氧的电荷分数对二元氧化物酸碱性进行定量标度的方法,因为氧原子在氧化物中电子云的分布情况对氧化物的酸碱性质有直接影响。桑德逊电负性均衡原理是理论化学中的一个重大发现,在无机化学研究中有很多重要的应用。该原理认为两个或两个以上具有不同电负性的原子在成键过程中, 将自动调整各自电负性初始值, 直至电负性趋于均等。这时化合物所具有的电负性值被称为该化合物的电负性均衡值。孙家跃根据这一原理建立了标度二元氧化物的酸碱性标度方法。该标度方法采用桑德逊电负性代替鲍林电负性,考虑了元素在化合物中所处的不同价态对原子电负性的影响,因此其结果更接近实际。

酸碱理论及其应用★

酸碱理论及其应用 摘要:酸碱理论是无机化学研究的重要内容,它在科学实验和生产实际中有着广泛的应用。简要介绍现代酸碱理论的建立及其基本概念。现代酸碱理论包括了Brnsted Lowry酸碱理论、Lewis酸碱理论、HSAB 理论和超酸理论。举例介绍了与物理有机化学、有机合成、有机催化等领域相关的现代酸碱理论的广泛应用。 关键词:产生发展局限应用 1.早期人们对酸碱的认识 1.1 早期酸碱概念的产生 最初,人们对酸碱的认识是从观察事物的现象开始的。在我国古代典籍中,对酸的记载比碱要早得多。《周礼·疡医》中有“以酸养骨”的说法。在五行学说出现以后,人们开始用五行来解释五味,其对应的关系为: 木火金水土 | | | | | 酸苦辛咸甘 按照这种关系,古代人们便把“酸”定义为“木味”,这可能是由于古代人在选择食性植物时,发现许多植物具有酸性的缘故。在发酵现象被人们认识以后,“酸”便成为“醋”的同义词。至于“碱”字,原繁体字形为“卤咸”、“卤佥”,初指土碱,与人们的味觉没有多大的关系,在古代的五味中也没有碱的地位。在国外,情况与我国类似。在古代的埃及、希腊、罗马,人们知道果汁(酒)再进一步发酵便得到了酸的英文(acid)来自阿拉伯文(acetum),这个字就意味着 “变酸”(sour);而碱则指灰碱(碳酸钾),碱的英语(alka-li)这个词就是指plant askes(植物的灰分)两个词的意思。以后人们认识了除alkali以外的更多的碱类物质,于是人们便把它们统称为base。在我国近代化学史中,对alkali和base这两个词,在翻译时往往不加区别,都叫做“碱”。1663年,英国化学家波义耳(R.Boyle 1627—1691)对酸的通性作了如此的描述:①有酸味;②有一种特殊的溶剂能力,能溶解许多物质;③能使许多含有蓝色的植物染料(如石蕊)变红;④能与硫化物(多硫化钾)作用生成硫的沉淀;⑤与碱作用,酸性消失,生成中性的盐。到了1776年,英国化学家卡文迪什(H.Cavendish1731—1810)又补充了一条酸的性质;⑥很多酸(如硫酸、盐酸等)和锌、铁、锡等金属作用生成氢气。波义耳对碱的通性描述为①令人具有滑溜的感觉和去污的能力;②有溶解油和硫磺的作用;③有苦涩味;④有能够对抗酸的能力,并能销毁酸;⑤能使因酸的作用变成红色的石蕊溶液变为蓝色。以上这些是古代人们在生产和生活实践中对酸碱现象的初步认识,是酸碱理论产生和发展的启蒙阶段,真正的近代酸碱理论是从拉瓦锡开始的。 1.2拉瓦锡酸的氧理论 1770—1780年间,法国化学家拉瓦锡(https://www.doczj.com/doc/928290596.html,voisi-er 1743—1794)企图从酸的组成来解释酸性现象,提出了氧是酸的组成成分和“酸化要素”即“酸化的基”理论,他认为凡是酸都应该含氧元素。这个酸的氧理论,持续了七十年,一直影响到十九世纪,普遍地为人们所接受,他明确指出,非金属元素在氧中燃烧生成酸;金属元素在氧中燃烧生成碱。 1.3李比希酸的氢理论 正当人们崇奉拉瓦锡酸的氧理论时,1789年法国化学家贝托雷(C.L.Bertholt 1748—1822)首先揭示了这个理论的缺陷,他发现氢氰酸(HCN)并不含有氧,但其水溶液却有较弱的酸性。但是,由于氢氰酸的酸性比较弱,以致有人认为它根本够不上称为酸的资格,所以拉瓦锡关于酸的氧理论并没有因此而动摇。后来,英国化学家戴维(H.Davy 1778—1829)用普通的盐酸(HCl)来验证,也同样证实了拉瓦锡的错误。在1838年,德国化学家李比希(J.F.V onliebi1803—1873)吸取了戴维等科学家研究的成果,并结合自己的研究,他重申并肯定认为:氢是酸的基本要素, 所有的酸都是“含有容易被金属取代的氢的化合物”,这个酸概念的氢理论连续了近五十年。 由此我们可以看出,早期人们对酸碱的认识基本上还是经验性的,虽有一定的事实基础,但夹杂着人们的一些猜想,缺乏从分子本身严密的论证和论据。

(完整版)分析化学发展史1

分析化学发展史 在化学还没有成为一门独立学科的中世纪,甚至古代,人们已开始从事分析检验的实践活动。这一实践活动来源于生产和生活的需要。如为了冶炼各种金属,需要鉴别有关的矿石:采取天然矿物做药物治病,需要识别它们。这些鉴别是一个由表及里的过程,古人首先注意和掌握的当然是它们的外部特征。如水银又名“流珠”.“其状如水似银”,硫化汞名为“朱砂”、“丹砂”等都是抓住它们的外部特征。人们初步对不同物质进行概念上的区别,用感官对各种客观实体的现象和本质加以鉴别,就是原始的分析化学。 在制陶、冶炼和制药、炼丹的实践活动中,人们对矿物的认识便逐步深化,于是便能进一步通过它们的一些其他物理特性和化学变化作为鉴别的依据。如中国曾利用“丹砂烧之成水银”来鉴定硫汞矿石。随着商品生产和交换的发展,很自然地就会产生控制、检验产品的质量和纯度的需求,于是产生了早期的商品检验工作。在古代主要是 用简单的比重法来确定一些溶液的浓度,可用比重法衡量酒、醋、牛奶、蜂蜜和食油的质量。到了6世纪已经有了和我们现在所用的基本相同的比重计了。商品交换的发展又促进了货币的流通,高值的货币是贵金属的制品,于是出现了货币的检验.也就是金属的检验。古代的金属检验,最重要的是试金技术。在我国古代,关于金的成色就有“七青八黄九紫十赤”的谚语。在古罗马帝国则利用试金石,根据黄金在其上划痕颜色和深度来判断金的成色。l6世纪初,在欧洲又 有检验黄金的所谓“金针系列试验法”,这是简易的划痕试验法的进

一步发展。l6世纪,化学的发展进入所谓的“医药化学时期”。关于各地各类矿泉水药理性能的研究是当时医药化学的一项重要任务.这种研究促进了水溶液分析的兴起和发展。1685年,英国著名物理学家兼化学家R·波义耳(Boyle,1627—1691)编写了一本关于矿泉水的专著《矿泉的博物学考察》,相当全面地概括总结了当时已知的关于水溶液的各种检验方法和检定反应。波义耳在定性分析中的一项重要贡献是用多种动、植物浸液来检验水的酸碱性。波义耳还提出了“定性检出极限”这一重要概念。这一时期的湿法分析从过去利用物质的一些物理性质为主,发展到广琵应用化学反应为主,提高了分析检验法的多样性、可靠性和灵敏性,并为近代分析化学的产生做了准备。 18世纪以后,由于冶金、机械工业的巨大发展.要求提供数量更大、品种更多的矿石,促进了分析化学的发展。这一时期,分析化学的研究对象主要以矿物、岩石和金属为主,而且这种研究从定性检验逐步发展到较高级的定量分析。其中干法的吹管分析法曾起过重要作用。此法是把要化验的金属矿样放在一块木炭的小L中,然后以吹管将火焰吹到它上面,一些金属氧化物便熔化并会被还原为金属单质。但这种方法能够还原出的金属种类并不多。到了18世纪中叶,重量分析法使分析化学迈入了定量分析的时代。当时著名的瑞典化学家和矿物学家贝格曼(Torbern Bergman,1735—1784)在《实用化学》一书中指出:“为了测定金属的含量,并不需要把这些金属转变为它们的单质状态,只要把他们以沉淀化合物的形式分离出来,如果 我们事先测定沉淀的组成,就可以进行换算了。”

酸碱概念的历史与发展

酸碱概念的历史与发展 摘要:酸碱是化学中的重要概念。在化学的发展史上,对于酸碱概念的定义,各有千秋。但是,酸碱概念是人们定义出来的,任何定义都有局限性。 关键词:酸碱电离理论;酸碱质子理论;酸碱电子理论 引言 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。 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。 酸碱理论 1.酸碱电离理论 1887年,瑞典化学家阿伦尼乌斯创立了酸碱电离理论,他提出酸即在水溶液中凡是电离产生的阳离子全部都是氢离子的物质,碱即在水溶液中凡是电离产生的阴离子全部都是氢氧根离子的物质。 该理论解释了许多实验事实,如强酸电离度大,产生氢离子多,与金属反应能力强。反之弱酸电离度小,与金属反应能力弱;它揭示了酸碱中和反应的实质是H+和OH-之间的反应,解释了一切强酸、强碱之间的反应热都相同的事实。由于水溶液中H+和OH-的浓度是可以测量的,所以该理论第一次从定量的角度描写酸碱性质和它们的反应行为,指出各种酸碱的电离度可以大不相同,由此引出的强酸和弱酸,强碱和弱碱,电离度,pH等一系列化学概念在生产实际和科学研究中有着广泛的应用。人们第一次可以定量地计算酸碱,通过pH的数值反应酸性强弱,是酸碱理论发展史上的里程碑。酸碱电离理论的实际应用很多,我们仅以中和热的测定为例。在稀溶液中,酸跟碱发生中和反应生成 1 mol液态水时所释放的热量叫做中和热。任何强酸和强碱的稀溶液反应 H+ (a q) +OH-(a q) =H2O(l) 中和热均为57.3 kJ/mol。这是因为当强酸与强碱在稀溶液中发生中和反应 H++ OH-= H2O 时,反应物断裂化学键需要的热与生成物化学键形成所放的热之差就是中和热,当限制生成物为1 mol时,只要酸碱能够完全电离,则都有: H+(a q) + OH- (a q) = H2O (l);△H =-57.3kJ/mol 如果有一元弱酸或弱碱参加中和反应,由于弱酸弱碱不能够像强酸和强碱一样完全电离,其中和热所放出热量一般都低于57.3 kJ/mol,也有个别高于57.3 kJ/mol的。这主要取决于弱酸或弱碱电离时吸热还是放热。 但是由于该理论把酸碱概念局限在水溶液中,因此对非水溶液和无溶剂体系都不能使用,从而对一些已知的化学事实产生疑问,如纯净的氯化氢气体是不是酸?熔融状态的氢氧化钠是不是碱?对一些问题无法解释,氢离子在水溶液中难以独立存在,须与水分子发生相互作用,生成水合离子,然而许多物质在非水溶液中不能电离出H+和OH-,却也表现出酸和碱的性质。如氯化氢气体和氨气反应生成氯化铵,但是这些物质都未电离;将氯化铵溶入液氨中,溶液就具有了酸的特性,能与金属发生反应产生氢气,能使指示剂变色,但是氯化铵在液氨

酸碱认识的发展历程

《大学化学先修课》课程小论文 第九章小论文 题目:酸碱认识的发展历程 xxxxxxxx xxxxx 摘要: 刚开始人们是根据物质的物理性质来分辨酸碱的。17世纪后期,英国化学家波义耳 第一次为酸、碱下了明确的定义。1887年,阿伦尼乌斯总结大量事实,提出了关于酸碱的本质观点——酸碱电离理论(Arrhenius酸碱理论)。富兰克林(Franklin)于1905年提出酸碱溶剂理论。布朗斯特(J.N.Bronsted)和劳里(Lowry)于1923年提出了酸碱质子理论。1923年美国化学家吉尔伯特·牛顿·路易斯提出了酸碱电子理论(Lewis酸碱理论)。在前人工作的基础上,拉尔夫·皮尔逊于1963年提出软硬酸碱理论(HSAB)。 关键词:酸碱酸碱电离理论酸碱溶剂理论酸碱质子理论酸碱电子理论软硬酸碱理论 正文: 刚开始人们是根据物质的物理性质来分辨酸碱的。有酸味的物质就归为酸一类;而接触有滑腻感的物质,有苦涩味的物质就归为碱一类;类似于食盐一类的物质就归为盐一类。[1] 17世纪后期,英国化学家波义耳(R.Boyle,1627—1691)根据实验中所得到的酸、碱的性质,第一次为酸、碱下了明确的定义:凡是有酸味,水溶液能溶解某些金属,与碱接触会失去原有的特性,能使蓝色石蕊试纸变红的物质,叫作酸;凡水溶液有苦涩味、滑腻感,与酸接触后失去原有的特性,能使红色石蕊试纸变蓝的物质,叫作碱。[2] 后来人们又试图从酸碱的元素组成上来加以区分,法国化学家拉瓦锡认为,氧元素是酸不可缺少的元素。然而英国的戴维以盐酸并不含氧的实验事实证明拉瓦锡的理论是错误的。戴维认为氢才是酸的不可或缺的元素,要判断一个物质是不是酸,要看他是否含有氢原子。然而很多盐跟有机物都含有氢原子,显然这个理论过于片面了。德国化学家李比西接着戴维的棒又给出了更科学的解释:所有的算都是含氢化合物,其中的氢原子必须很容易的被金属置换出来,能跟酸反应生成盐的物质则是碱。但是他又无法解释酸的强弱的问题。[3]第一位较为科学的提出酸碱概念的是瑞典科学家阿伦尼乌斯(Arrhenius)。1887年,阿伦尼乌斯总结大量事实,提出了关于酸碱的本质观点——酸碱电离理论(Arrhenius酸碱理论)。在酸碱电离理论中,酸碱的定义是:凡在水溶液中电离出的阳离子全部都是H+的物质叫酸;电离出的阴离子全部都是OH-的物质叫碱,酸碱反应的本质是H+与OH-结合生成水的反应。(这里的氢离子在水中的呈现形态是水合氢离子(H3O+) ,但为书写方便,在不引起混淆的情况下可简写为H+)。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。由于水溶液中H+和OH-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,酸碱电离理论适用于pH计算、电离度计算、缓冲溶液计算、溶解度计算等,而且计算的精确度相对较高,所以至今仍然是一个非常实用的理论。[4]但此理论仅适用于水溶液的体系中,对于非水溶液等其他体系中的酸和碱却

酸碱理论

5.1 酸碱理论及其发展 5.1.1阿累尼乌斯(Arrhenius)电离理论 1887年Arrhenius提出,凡是在水溶液中能够电离产生H+ 的物质叫酸(acid),能电离产生OH-的物质叫碱(base),酸和碱的反应称为中和反应,酸碱反应的产物主要是作为溶剂的水和盐类。 酸碱发生中和反应生成盐和水: NaOH + HAc NaAc + H2O 反应的实质是:H+ + OH-= H2O 根据电离学说,酸碱的强度用电离度α来表示。 对于弱电解质而言,在水溶液中仅仅是部分电离, 电离度:表示弱电解质达到电离平衡时的电离的百分数。 设HA为一元酸,它在水溶液中存在如下平衡HA H + + A- 电离度定义为 式中:c HA 表示一元弱酸的分析浓度(或总浓度);[HA] 表示平衡浓度 在c HA一定的条件下,a值愈大,表示弱酸电离得愈多,说明该酸愈强。 K a,K b的意义: ①K a(或K b)值可以衡量弱酸(碱)的相对强弱,K值≤10-4认为是弱的。 10-2~K~10-3中强电解质(可以实验测得) ②同一温度下,不论弱电解质浓度如何改变,电离常数基本保持不变。 ③K a,K b随温度而改变,(影响较小,一般可忽略) Ka与α的关系: 以HA为例,初始浓度为C HA A-+ H+ 初始 c 0 0 平衡 c(1-α) cα cα 若c/Ka≤500时,1-α≈1 cα2=K a 稀释定律 T 一定时,稀释弱电解质,c↘,α↗;反之c↗,α↘,Ka是常数。 人们把水溶液中氢离子的浓度定义为酸度,作为在酸碱反应中起作用大小的标志。 pH= -lg[H+] 电离理论的局限性:只适用于水溶液。 5.1.2酸碱质子理论 1923年由布朗斯台德(Brфnsted)提出。根据质子理论,凡是能给出质子(H+)的物质是酸;凡是能接受质子(H+)的物质是碱,它们之间的关系可用下式表示之: 酸质子+碱 例如: HA H+ + A- 酸碱相互依存的关系叫作共轭关系。上式中的HA是A-的共轭酸;A-是HA的共轭碱。HA

酸碱概念的历史与发展小论文

酸碱概念的历史与发展 哈尔滨工业大学 一,不同角度对于酸碱的定义 1.从性质的角度定义酸碱 说到酸碱理论,就不得不谈谈最初人们根据物质所表现出来的不同性质来区分酸和碱。世纪后期,英国化学家波义耳根据实验中所得到的酸、碱的性质第一次为酸、碱下了明确的定义:凡是有酸味水溶液能溶解某些金属,与碱接触会失去原有的特性,能使蓝色石蕊试纸变红的物质,叫作酸;凡水溶液有苦涩味、滑腻感,与酸接触后失去原有的特性,能使红色石蕊试纸变蓝的物质叫作碱。 2.从组成的角度定义酸碱 不知道大家有没有思考过:为什么不同的酸(或碱)都具有类似的性质呢?是不是它们的组成中都含有某些相同的成分呢?于是人们开始从组成的角度研究酸和碱。世纪后期,法国化学家拉瓦锡提出一切酸中都含有氧元素,氧元素是造成酸具有酸性的原因。19世纪初,到英国化学家戴从有些酸(如盐酸)并不含有氧却具有酸的性质一事实出发,提出“判断一种物质是不是酸,要看它是否含有氢”的观点。因为许多有机化合物和氨都含有氢但并不是酸。因此年,德国化学家李比希为酸和碱下了定义:酸是氢的化合物但是酸中的氢必须是可以被金属所置换的;碱则是能够中和酸并产生盐的物质。 3.从电离的角度定义酸碱 之后呢?19世纪后期,瑞典化学家阿伦尼乌斯提出了电离理论,并从电离的角度定义酸碱。他认为在水溶液中凡是能电离出氢离子的物质叫作酸;能电离出—的物质叫作碱。酸碱中和反应的实质是氢离子和氢氧根化合而生成水的过程。酸碱电离理论,是人类对酸碱的认识从现象到本质、从宏观到微观的一次飞跃。然而这种理论局限性是把酸、碱限于溶液中,而水对于非水溶液体系则不适用。针对上述不足年英国化学家富兰克林提出了酸碱溶剂理论:凡能电离产生溶剂阳离子的物质为酸;产生溶剂阴离子的物质为碱。酸碱中和反应的实质是阳离子和阴离子化合而生成溶剂分子的过程。溶剂理论把酸、碱的概念从以水为溶剂扩大到了任何能够产生阴、阳离子的溶剂中,扩大了酸、碱的范围。 4.从质子的角度定义酸碱 往小里说,HCl是酸,NH3是碱,它们在苯中并不电离(苯也不电离),然而它们在苯中却能相互反生成NH4Cl,HCl和NH3能在气相进行反应。类似这样的事实是电离理论和溶剂理论所无法解释的。因此,1932年,丹麦化学家布朗斯特和英国化学家劳莱各自独立地提出了酸碱质子理论凡能放出质子的任何含氢原子的分子或离子都是酸;凡能与质子

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