酸碱平衡1
[H 3 O + ][B − ] = Ka [HB]
HB+H2O
H3O++B-
通常简定为:HB HF HAc H++FH++AcNH4
+
H++B[ H + ][ F − ] = Ka [ HF ] [ H + ][ Ac − ] = Ka [ HAc]
[ H + ][ B − ] = Ka [ HB]
共扼碱 ClAc-
HB 共扼酸
H+ + B质子 共扼碱
1.共扼酸碱对之间只相差一个质子
+ HCO3-
2.两性物质
H+ + CO32H+ + H2O H+ + H+ + OHNH3
共扼酸 HCl HAc H2CO3 HCO3H3O+ H2O NH4+ H+ + H+ H+ +
共扼碱 ClAc-
HB 共扼酸 3、酸碱反应
OH-+HF
接受质子 给出质子
HA + B = A + HB
接受质子 给出质子
HCl+H2O=Cl- +H3O+
接受质子 给出质子
H2O+NH3
OH-+NH4+
NH4++H2O
NH3+H3O+
接受质子
接受质子
二、酸碱强度的表示
1、一元弱酸、碱强度表示法
二、酸碱强度的表示
1、一元弱酸、碱强度表示法 弱酸的强度是指其将质子交给溶剂的能力,用反应的平衡常数表示
-14 -13 -12 -11 -11 -11 -10 -5 -5 -5
pKb 13.36 12.7 11.14 10.82 10.71 10.26 9.26 4.79 4.78 4.76
共扼酸 HCl HAc H2CO3 HCO3H3O+ H2O NH4+ H+ + H+ H+ +
共扼碱 ClAc-
HF+OH-
[ HF ][OH − ] Kb = [F ]
2、多元弱酸、碱强度表示法
HnB Hn-1 B-
H++Hn-1BH++Hn-2B2H++Hn-3B3-
[ H + ][ H n −1 B − ] = K a1 [ H n B]
[ H + ][ H n − 2 B 2− ] = Ka2 − [ H n −1 B ]
1963年R.G.Pearson 等人又把酸和碱各分 为软、硬两类
HB 酸
2、酸碱质子理论的要点
H+ + B质子 碱
凡能给出质子(H+)的分子或离子称为酸;凡是能接受质子(H+)的分子 或离子称为碱。
酸
HCl -----→ H+ HAc -----→ H+ H2CO3 ---→ H+ HCO3- ---→ H+ H3O+ -----→ H+ H2O -----→ H+ NH4+ -----→ H+
K w 1.00 × 10 −14 Kb = = = 5.71 × 10 −10 Ka 1.75 × 10 −5
弱酸 三氯乙酸 二氯乙酸 一氯乙酸 氢氟酸 亚硝酸 甲酸 乙酸 氢氰酸 亚砷酸 硼酸
分 子式 CCl3COOH CHCl2COOH CH2ClCOOH HF HNO2 HCOOH CH3COOH HCN HAsO2 H3BO3
[ H + ][ H n −3 B 3− ] = K a3 2− [ H n −2 B ]
Hn-2B2-
……
2、多元弱酸、碱强度表示法
H2S HS多元碱:
H++HSH+++OHH2S+OH-
[ H + ][ HS − ] = K a1 [H 2S ]
[ H + ][ S 2− ] = Ka2 − [ HS ]
Ka 0.23 5.0×10-2 1.4×10-3 6.6×10-4 5.1×10-4 1.8×10-4 1.8×10-5 6.2×10-10 6.0×10-10 5.8×10-10
pKa 0.64 1.3 2.86 3.18 3.29 3.74 4.74 9.21 9.22 9.24
共扼碱Kb 4.3×10 2.0×10 7.1×10 1.5×10 1.9×10 5.4×10 5.4×10 1.6×10 1.6×10 1.7×10
[ HB ][OH − ] Kb = [B− ]
上述两式相加,平衡常数相乘 H2O+H2O H3 O++OH[ H 3O + ][OH − ] = K a K b
共扼酸碱对:KaKb=Kw pKa+pKb=pKw
三、共扼酸碱强度的关系
共扼酸碱对:KaKb=Kw 已知HAc的Ka=1.75×10-5,求A c-的Kb pKa+pKb=pKw
+ + + + + + +
ClAcHCO3CO32H2O OHNH3
碱
←H+ + ClHAc ← H+ + AcH2CO3 ← H+ + HCO3HCO3- ← H+ + CO32H3O+ ← H+ + H2O H2O ← H+ + OHNH4+ ← H+ + NH3
HCl
共扼酸 HCl HAc H2CO3 HCO3H3O+ H2O NH4+ H+ + H+ H+ +
[ HS − ][OH − ] K b1 = [ S 2− ] Kb2 [ H 2 S ][OH − ] = [ HS − ]
S2-+H2O HS-+H2O
二、酸碱强度的表示
附录:弱酸弱碱的离解常数
K越大、越强 但K通常较小,所以用pK表示。 pK越大,表明越弱
三、共扼酸碱强度的关系
HB+H2O B-+H2O H3O++BHB+OH[ H 3O + ][ B − ] = Ka [ HB ]
给出质子
H+ + B质子 共扼碱
+ HCO3-
HCl+NH3=Cl-+NH4+
接受质子
H+ + CO32H+ + H2O H+ + H+ + OHNH3
3、酸碱反应
给出质子 给出质子
HA + B = A + HB
接受质子
HCl+H2O=Cl- +H3O+
接受质子
给出质子
3、酸碱反应
给出质子
H2O+F-
K w 1.00 × 10 −14 K b1 = = = Ka? ???
pKa+pKb=pKw
K w 1.00 ×10 −14 Kb = = = 1.8 ×10 − 4 K a 2 5.6 ×10 −11
求CO32-的Kb2,即HCO3-的Kb
Kb2 K w 1.00 × 10 −14 = = = 2.2 ×10 −8 K a1 4.3 ×10 −7
酸碱平衡与酸碱滴定法
§3—1酸碱质子理论
一、酸碱的定义
1、酸碱理论发展简介 拉瓦锡酸理论 戴维的酸理论 1883年瑞典化学家 Arrhenius:电离学说 最初从物质的一些性质来认识酸碱
1923年丹麦化学家 J.N.Bronsted和英国化学 家T.M.Lowry :质子理论
1923年美国化学家 G.N.Lewis提出广义 的酸碱电子理论
H2CO3 碳酸 HCO3-
共扼酸碱对:KaKb=Kw
(Ka1)4.3×10-7 (Ka2)5.6×10-11 6.37 10.25
pKa+pKb=pKw
多元酸、碱之间,要正确认识共扼酸碱的关系
Ka1Kbn=kw
H++NH3
[ H + ][ NH 3 ] = Ka + [ NH 4 ]
1、一元弱酸、碱强度表示法
弱碱的强度是指其从溶剂中获得质子的能力,用反应的平衡常数表示
B+H2O NH3+H2O F-+H2O
HB++OH-
[ HB][OH − ] Kb = [B]
+
[ NH 4 ][OH − ] NH4++OH- K b = [ NH ] 3
共扼酸碱对:KaKb=Kw pKa+pKb=pKw
共扼酸越强,对应共扼碱越弱
+ HCO3-
H+ + CO32H+ + H2O H+ + H+ + OHNH3
H2CO3 碳酸 HCO3-
共扼酸碱对:KaKb=Kw
(Ka1)4.3×10-7 (Ka2)5.6×10-11 6.37 10.25
求CO32-的Kb1