中国科学技术大学：《化学原理》课程教学资源（讲义）Chapter 03 酸碱理论与电离平衡 The Theories of Acids & Bases and Ionization Equilibrium

中国绅学我术大学 University of Science and Technology of China 第3章 酸碱理论与电离平衡 Chapter 3 The Theories of Acids Bases and lonization Equilibrium

第3章 酸碱理论与电离平衡 Chapter 3 The Theories of Acids & Bases and Ionization Equilibrium

本章重点 >酸碱概念和理论： ·离子论，质子论，溶剂论，电子论 >弱酸弱碱的电离平衡 ·公式推导，合理近似 >同离子效应和缓冲溶液 ·多重平衡 >盐的水解 2

本章重点 酸碱概念和理论： • 离子论，质子论，溶剂论，电子论 弱酸弱碱的电离平衡 • 公式推导，合理近似 同离子效应和缓冲溶液 • 多重平衡 盐的水解 2

§3.1酸碱理论(Theories of Acids&Bases) 一、离子理论(Ionic Theory) >Arrhenius酸碱的离子理论 The Nobel Prize in Chemistry 1903 the extraordinary services he has rendered to the advancement of chemistry by his electrolytic theory of dissociation 定义： S.A.Arrhenius √酸碱是一种电解质，它们在水溶液中会离解 (1859-1927)） √酸：电离出的阳离子全是氢离子的物质 碱：电离出的阴离子都是氢氧根离子的物质 ·优点：能简明地解释水溶液中的酸碱反应 :酸碱强度 的标度很明确 缺点：把酸碱限制在水溶液中，碱限制于氢氧化物中

一、离子理论 (Ionic Theory)  Arrhenius 酸碱的离子理论 • The Nobel Prize in Chemistry 1903 • 定义： 酸/碱是一种电解质，它们在水溶液中会离解 酸：电离出的阳离子全是氢离子的物质 碱：电离出的阴离子都是氢氧根离子的物质 • 优点：能简明地解释水溶液中的酸碱反应；酸碱强度 的标度很明确 • 缺点：把酸碱限制在水溶液中，碱限制于氢氧化物中 §3.1 酸碱理论 (Theories of Acids & Bases) S. A. Arrhenius (1859-1927) the extraordinary services he has rendered to the advancement of chemistry by his electrolytic theory of dissociation 3

二、质子理论(Proton Theory) 1.Bronsted和Lowryi酸碱质子理论(1923年) >定义：An acid is any species that can donate a proton, while a base is any species that can accept a proton ·质子酸：凡是能释放出质子(H)的物种（分子或离子） √分子酸：H,SO4,HCl,CH3COOH,H2C2O4 √阴离子酸：HSO4,HC2O4 √阳离子酸：NH4,HO+,C6HNH3 ·质子碱：凡是能接受质子的物种（分子或离子） √分子碱：NH3,N2H4,NHOH √阴离子碱：OH,S2,CH,COO √阳离子碱：NH+ 4

二、质子理论 (Proton Theory) 1. Brnsted和Lowry酸碱质子理论 (1923年) 定义：An acid is any species that can donate a proton, while a base is any species that can accept a proton. • 质子酸：凡是能释放出质子(H+)的物种 (分子或离子) 分子酸：H2SO4，HCl，CH3COOH， H2C2O4 阴离子酸：HSO4，HC2O4 阳离子酸：NH4+，H3O+，C6H5NH3+ • 质子碱：凡是能接受质子的物种 (分子或离子) 分子碱：NH3，N2H4，NH2OH 阴离子碱：OH，S2，CH3COO 阳离子碱：N2H5+ 4

2.共轭酸碱对(Conjugate acid-base pairs) A(酸)÷B(碱)+H(质子) 。 弱酸共轭强碱，弱碱共轭强酸 NH+NH2+H+ [Fe(H2O)6]3+=[Fe(OH)H2O)s]2++H [CH NH][CH NH2]+H+ ·Practice Exercise: What is the conjugate base of each of the following acids: HCIO4,H2S,PH4*,HCO;,H2O What is the conjugate acid of each of the following bases: CN-,SO2-,HCO3,H2O 5

2. 共轭酸碱对 (Conjugate acid-base pairs) A (酸) B (碱) + H+ (质子) • 弱酸共轭强碱，弱碱共轭强酸 NH4+ NH3 + H+ [Fe(H2O)6]3+ [Fe(OH)(H2O)5]2+ + H+ [CH3NH3]+ [CH3NH2] + H+ • Practice Exercise： What is the conjugate base of each of the following acids： HClO4，H2S，PH4+，HCO3，H2O What is the conjugate acid of each of the following bases： CN，SO42，HCO3，H2O 5