无机化学第五章

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1、第五章酸碱平衡第一节酸碱理论第二节弱酸和弱碱的解离平衡第三节酸、碱溶液H3O+、OH-浓度的计算第四节缓冲溶液第一节酸碱理论一、酸碱电离理论二、酸碱质子理论三、酸碱电子理论四、软硬酸碱理论一、酸碱电离理论酸碱电离理论认为：凡在水溶液中电离出的阳离子全部是H+的化合物是酸；电离出的阴离子全是OH-的化合物是碱。酸碱反应的实质就是H+与OH-作用生成H2O。酸碱电离理论的优点是能简便地说明酸碱在水溶液中的反应。但由于该理论把酸碱仅限于水溶液中，无法说明非水溶剂中的酸碱性。另外，电离理论把碱限制为氢氧化物，也无法解释氨水呈碱性这一事实。二、酸碱质子

2、理论酸碱质子理论认为：凡能给出质子的物质都是酸，凡能接受质子的物质都是碱。酸是质子的给予体，碱是质子的接受体。酸与碱的转化关系为：酸与碱这种相互依存、相互转化的关系称为酸碱共轭关系。酸失去一个质子后生成的碱称为该酸的共轭碱，碱得到一个质子后生成的酸称为该碱的共轭酸。酸和碱可以是中性分子，也可以是阳离子或阴离子。有些分子或离子既可以给出质子，又可以接受质子，称为两性物质。酸碱(一)酸和碱的定义酸碱反应的方向是较强的酸与较强的碱作用，生成较弱的碱和较弱的酸：较强酸+较强碱较弱碱+较弱酸酸碱质子理论扩大了酸和碱的范围，解决了非水溶液和气体间的酸碱反

3、应。但是酸碱质子理论把酸碱只限于质子的给予或接受，不能解释没有质子传递的酸碱反应。酸碱反应的实质是两对共轭酸碱对之间的质子传递：(二)酸碱反应的实质三、酸碱电子理论酸碱电子理论认为：凡是接受电子对的物质就是酸；凡是给出电子对的物质就是碱。酸碱反应的实质是碱提供电子对，与酸形成配位键而生成酸碱配合物：酸+碱酸碱配合物酸碱电子理论是目前应用最为广泛的酸碱理论。但酸碱电子理论对酸碱认识过于笼统，因而不易掌握酸碱的特征，也使不同类型反应之间的界限基本消除，最大的缺点是不易确定酸碱的相对强度。四、软硬酸碱理论（一）软硬酸碱的分类根据路易斯酸的性质的不同

4、，皮尔逊把酸分为硬酸、软酸和交界酸三类：（1）硬酸：硬酸是半径较小，电荷数大，对外层电子的吸引力强的阳离子。（2）软酸：软酸是半径较大，电荷数小，对外层电子的吸引力弱的阳离子。（3）交界酸：介于硬酸和软酸之间的酸称为交界酸。根据路易斯碱的性质的不同，分为硬碱、软碱和交界碱三类：（1）硬碱：硬碱中给出电子的原子或阴离子的电负性大、半径小，不易失去电子。（2）软碱：软碱中给出电子的原子或阴离子的电负性小、半径大，易失去电子。（3）交界碱：介于硬碱和软碱之间的碱称为交界碱。表5-1常见硬软酸碱的分类软硬酸碱规则指出：硬酸倾向于与硬碱形成稳定的配合物

5、，而软酸倾向于与软碱形成稳定的配合物。利用软硬酸碱规则可以判断配合物的稳定性和预测酸碱反应的方向。酸碱反应都是向硬酸与硬碱结合或软酸与软碱结合的方向进行。（二）软硬酸碱规则第二节  弱酸和弱碱的解离平衡一、一元弱酸和一元弱碱的解离平衡二、多元弱酸和多元弱碱的解离平衡三、弱酸的标准解离常数与其共轭酸碱的标准解离常数的关系一、一元弱酸和一元弱碱的解离平衡只能给出一个质子的弱酸称为一元弱酸。在一元弱酸HA溶液中，存在HA与H2O之间的质子转移反应：标准平衡常数表达式为：上式可简化为：一元弱酸的标准解离常数越大，它的酸性就越强。只能接受一个质子的弱

6、碱称为一元弱碱。在一元弱碱A溶液中，存在A和H2O之间的质子转移反应：达到平衡时：一元弱碱的标准解离常数越大，它的碱性就越强。二、多元弱酸和多元弱碱的解离平衡能给出两个或两个以上质子的弱酸称为多元弱酸。多元弱酸在水溶液中的解离是分步进行的，如H3PO4的解离是分成三步进行的。第一步解离：第二步解离：第三步解离：H3O+主要来自H3PO4的第一步解离。多元弱酸的相对强弱就取决于的相对大小，越大，多元酸的酸性就越强。第一步解离：第二步解离：多元弱碱在水溶液中的质子转移也是分步进行的，如的质子转移是分成两步进行的。多元弱碱的相对强弱就取决于，越大

7、，多元弱碱的碱性就越强。能接受两个或两个以上氢离子的弱碱称为多元弱碱。三、弱酸的标准解离常数与其共轭碱的标准解离常数的关系一元弱酸HA在溶液中存在质子转移：标准平衡常数表达式为：例题由上式得：解：Ac-是HAc的共轭碱，Ac-的为：例5-125℃时，HAc的为1.8×10-5，计算Ac-的。第三节酸、碱溶液H3O+、OH-浓度的计算一、一元弱酸溶液H3O+浓度的计算二、一元弱碱溶液OH-浓度的计算三、多元弱酸溶液H3O+浓度的计算四、多元弱碱溶液OH-浓度的计算五、两性物质溶液H3O+浓度的计算六、混合酸溶液H3O+浓度的计算七、同离子效应

8、和盐效应在无机化学课程中，计算H3O+浓度或OH-浓度时通常允许有不超过溶液中±5%的相对误差。当两个数相加或相减时，若其中的较大数大于较小数的20倍以上时，可以将