酸碱理论的发展

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1、酸碱理论的发展　　最初阶段人们从性质上认识酸碱，酸:使石蕊变红，有酸味；碱:使石蕊变蓝，有涩味。当酸碱相混合时，性质消失。当氧元素发现后，人们开始从组成上认识酸碱，以为酸中一含有氧元素；盐酸等无氧酸的发现，又使人们认识到酸中一定含有氢元素。　　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

2、水体系中的适用性，却受到了挑战。试比较下列两组反应：　　　　2H2O=OH-+H3O+　　　NaOH+(H3O)Cl=NaCl+2H2O　　　　2NH3=NH2-+NH4+　　NaNH2+NH4Cl=NaCl+2NH3　　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，因为根本找不到符合定义的酸和碱。　　　一酸碱的质子理论（Bronsted理论）1酸碱的定义　　　　在反应中给出质子的物质叫做酸在反应中接受质子的物质叫做碱　　2酸碱的共轭关系　　酸给出质子后，变成碱，　　　同理，碱接受

3、质子后，变成酸。故有：酸=碱+质子　　处于上述关系中的一对酸和碱，互称为共轭酸碱。Cl-是HCl的共轭碱,而HCl是Cl-的共轭酸。H2O作为一种酸时，其共轭碱是OH-;而H2O作为一种碱时，其共轭酸是H3O+。3两性物质　　H2O既可以给出质子作为酸，如在反应H2O=H++OH-中；又可以接受质子作为碱，如在反应H2O+H+=H3O+中。这种既能给出质子，又能接受质子的物质叫做两性物质。判断一种物质是酸还是碱，一定要在具体的反应中根据质子得失关系来判断。　　　　　　4酸和碱的反应　　　　强酸的电离　　弱酸的电

4、离平衡　　弱碱的电离平衡　　中和反应　　弱酸盐的水解　　弱碱盐的水解　　酸和碱反应的实质是质子的转移，质子从酸Ⅰ转移给碱Ⅱ，从而生成酸Ⅱ和碱Ⅰ。5酸碱的强弱和反应的方向　　拉平效应和分辨效应　　酸的强弱是通过给出质子的能力来判断的。于是一方面要看酸自身的能力，另一方面又和碱接受质子的能力有关。比较HClO4,H2SO4,HCl和HNO3的强弱，若在H2O中进行,由于H2O接受质子的能力所致，四者均完全电离，故比较不出强弱。若放到HAc中，由于HAc接受质子的能力比H2O弱得多，所以尽管四者给出质子的能力没有变，

5、但是在HAc中却是部分电离。于是根据Ka的大小，可以比较其酸性的强弱　　　　所以四者从强到弱依次是HClO4,H2SO4,HCl,HNO3。HAc对四者有分辨效应，HAc是四者的分辨试剂；而H2O对四者有拉平效应，H2O是四者的拉平试剂。　　酸碱的强弱　　对于大多数的弱酸，H2O是分辨试剂，可以根据它们在水中的电离平衡常数比较酸性的强弱。酸性次序如下：　　　　　　　　　　HClO4　　　　　　　　　　H2SO4>H3O+>HF>HAc>NH4+>H2O>HS-　　　　　　　　　　HCl　　　　　　　　　　HNO

6、3　　在水中，Ka可以体现出一种酸给出H+的能力。例如HAc,　　如何体现其共轭碱Ac-接受H+的能力呢？　其碱式电离常数为Kb。但从水解平衡角度看，这个Kb正是Kh。可见一对共轭酸碱的Ka,Kb之间有如下关系：　　，或Ka·Kb=Kw，Ka和Kb之积为常数。　　一对共轭酸碱中，酸的Ka越大，则其共轭碱的Kb越小，所以从酸性的次序就可以推出其共轭碱的强度次序。　　　　　　　　　　ClO4-　　　　　　　　　　HSO4-

7、　　反应的方向　　酸碱反应中，质子总是从强酸向强碱转移，生成弱酸和弱碱。例如，HCl+H2O　=H3O++Cl-　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　强酸强碱　　弱酸弱碱　　又如反应HAc+H2O　=H3O++Ac-　　　　　　　弱酸弱碱　　强酸强碱　　　反应自发进行的方向是从右向左，从强酸强碱生成弱酸弱碱。　　HNO3+H2O=H3O++NO3-完全电离，在水中比H3O+更强的HNO3一定会和强碱H2O反应，生成H3O+和弱碱NO3-。可以作出结论：在水中能大量存在的最强的质子酸是

8、H3O+。同理，在水中能大量存在的最强的质子碱是OH-。比OH-更强的碱，如将与H2O反应生成OH-　　　　　酸碱的质子理论也有局限性：对于不含有质子的物质，如,等不好归类，对于无质子转移的反应，如　　+Cl-=AgCl　　也难以讨论。　二酸碱的电子理论（Lewis理论）　　1酸碱的定义　　凡是能提供电子对的物质都是碱，碱是电子对的给予体。如，OH-,CN-,NH3,F-等。　　凡是能