第九章 酸碱平衡

第9章 酸碱平衡
9-1 酸碱质子理论 9-2 水的离子积和pH 9-3 酸碱盐溶液中的电离平衡 9-4 水溶液化学平衡的计算 9-5 缓冲溶液 9-6 酸碱指示剂 习题
【学习目的】
1. 掌握酸碱质子理论。 2. 掌握一元弱酸、弱碱在水溶液中的质子 转移平衡和近似计算；了解多元酸、多元碱、 两性物质的质子转移平衡和近似计算。 3. 掌握同离子效应和盐效应的概念及对酸 碱平衡移动的影响。 4. 掌握缓冲溶液的作用和组成、缓冲作用 原理、熟练计算缓冲溶液pH值；掌握缓冲溶液 的配制原则、方法及计算。
碱的强度：用接受质子的能力来量度。
强碱具有高度接受质子的能力。如OH-、PO43-离子等。
从表中的共轭酸碱对可以看出：
① 质子理论中的酸酸及和其碱共可轭以是碱分子也可以是离子；
② 有的离子在某个共轭酸碱对中是碱，但在另一个共
轭酸碱对中却酸是酸，如HSO4-等属于酸碱两共性轭物碱质；
名③称质子论中没化有学盐式的概念。 化学式
电离理论中水解反应相当于质子论中水 与离子酸、碱的质子传递反应。
H3O+ + Ac酸1 碱2
HAc + H2O 酸2 碱1
NH4+ + H2O 酸1 碱2
H3O+ + NH3 酸2 碱1
通过上面的分析看出，酸碱质子理论扩大了酸碱的 含义和酸碱反应的范围，摆脱了酸碱必须在水中发生的 局限性，解决了一些非水溶剂或气体间的酸碱反应，并 把水溶液中进行的离子反应系统地归纳为质子传递的酸 碱反应。这样，加深了人们对于酸碱和酸碱反应的认识。 关于酸碱的定量标度问题，酸碱质子理论亦能象电离理 论一样，应用平衡常数来定量地衡量在某溶剂中酸或碱 的强度，这就使酸碱质子理论得到广泛应用。

的物质都是酸。 酸：凡是能给出质子(H+)的物质都是酸。 凡是能给出质子 的物质都是酸 如：HCl、HCO3-、 HSO4-、NH4+等 、 的物质都是碱。 碱：凡是能接受质子(H+)的物质都是碱。 凡是能接受质子 的物质都是碱 如：NaOH、 HCO3-、 HSO4-、NH3、 CN-等 、 HCO3-、 HSO4-等既能给出质子、又能接受质子 两性物质 既能给出质子、又能接受质子—两性物质
化学平衡常数
HAc
H+ + Ac－ HAc + OH－
[H + ][Ac- ] Ka = [HAc]
[HAc][OH- ] Kb = [Ac- ]
Ac－ + H2O
共轭酸碱对 Ka ·Kb = ？ 共轭酸碱对中，酸越强，其共轭碱越弱。 共轭酸碱对中，酸越强，其共轭碱越弱。
[例9-1] 已知NH3的碱常数为1.77 ×10-5 ，求NH4+的酸常数。 例 已知 的碱常数为 的酸常数。
1923年美国 年美国Lewis G. N. 年美国
9-2 水的离子积 w和pH 水的离子积K
1. 水的自解离
H2O OH－ + H+ OH－ + H3O+
H2O + H2O
温度一定时，水溶液中 为常数K 离子积常数 离子积常数) 温度一定时，水溶液中[H+]·[OH－] 为常数 w(离子积常数 。 298K，Kw= 1.00 × 10-14 (mol·L-1)2 ，
9-4-1 一元弱酸 +]的计算 一元弱酸[H 的计算
HA H2O H + + AH + + OHKa Kw
当Ka>>Kw (3个数量级以上 )时，不再考虑 2O的电离 个数量级以上 时 不再考虑H 的电离 HA 初始浓度： 初始浓度： c 平衡浓度： 平衡浓度：[HA] c－ [H+ ] H3O+ + A0 [H+] 0 [A-]

强酸,10-5左右为弱酸,10-10左右为极弱酸.
弱碱也可以按Kb的大小进行相应分类.
电离常数为平衡常数.所以也与浓度无关
,而只受体系本身性质和温度的影响.
问 题
9-3.2:电离度和电离常数均可表示弱电解质的 电离程度,它两各自有何特点和区别以及联 系?(B级掌握)
解:虽然两者均可表示弱电解质的电离程度, 但有区别,当体系确定时,电离常数只与温度 有关,而电离度还与浓度有关.
Ka

[H][Ac] [HAc]
平 平 浓衡浓衡 度
度
一元弱碱的电离如NH3的电离平衡:
H2O + NH3
NH4+ + OH-
其平衡常数: 碱常数
Kb
[NH4][OH] [NH3]
平 平 浓衡浓衡 度 度
一般Ka(或Kb)值越大,表示酸或碱的电离程 度就越大.通常把Ka在10-2左右的酸称为中
6) 交界碱：介于软碱与硬碱之间的碱.如 NO2-,SO32-,Br,N2,C6H5NH2,C6H5N,N3-等.
2. 软硬酸碱的结合原则
电子理论指出：硬酸配硬碱,软酸配软碱;但 软硬不相配(即形成的酸碱加合物稳定性差)
因为硬-硬,软-软结合能形成稳定配合物,且 反应速度较快.而硬-软结合的倾向较小,所形成 的配合物不够稳定,且反应速度较慢.交界酸碱 不论对象是硬还是软,均能与之反应,所形成的 配合物的稳定性及反应速度适中.
9-2 水的离子积和pH
一：水的离子积（C级掌握）
在任何水溶液中有下列平衡存在:
H2O + H2O H3O+ + OH或简写为: H2O H+ + OH-
其平衡常数 Kw [H]O [ H ]

第九章 酸碱平衡1根据酸碱质子理论，下列各离子中，既可作酸又可作碱的是………………………（ ）(A) H 3O +(B)CO 32- (C)NH 4+ (D) [Fe (H 2O)4(OH)2]2在反应BF 3 + NH 3−→−F 3BNH 3中，BF 3为…………………………………………（ ）(A) Arrhenius 碱(B) Br φnsted 酸 (C) Lewis 碱(D) Lewis 酸3 NH 4+的共轭碱是 …………………………………………………………………… （ ）(A) OH -(B) NH 3 (C)NH 2- (D) NH 2-4不是共轭酸碱对的一组物质是………………………………………………………（ ）(A) NH 3、NH 2- (B) NaOH 、Na(C) OH -、O 2-(D) H 3O +、H 2O 5H PO 24-的共轭碱是 …………………………………………………………………（ ）(A) H 3PO 4 (B)HPO 42-(C)H PO 23-(D)PO 43- 6化学反应Ag(NH )32+ + Br -AgBr ↓ + 2NH 3按照路易斯酸碱理论，它应属于…………………………………………………………………………………………… （ ）(A) 碱取代反应 (B) 置换反应(C) 酸取代反应 (D) 沉淀反应7根据软硬酸碱概念，下列物质属软酸的是……………………………………………（ ）(A) H (B) Ag (C) NH 3 (D) AsH 38根据酸碱的溶剂理论，在液态 SO 2 体系中的碱是…………………………………（ ）(A) SOCl 2 (B) Na 2SO 3 (C) Na 2SO 4 (D) PCl 39Fe 3+、Cl -、H +、SO 3 中能作路易斯酸的是 _______________，能作路易斯碱的是____________________。