酸
H+ +碱
HAc
H Ac
H2O + H2O
H3O+ OH
Kw [H3O ][OH ]
Kw：水的离子积，25℃时为10-14，pKw = 14.
10
4). 酸碱反应实质
实质是两个共轭酸碱对之间的质子传递。
11
(1) 酸在水溶液中给出质子—— 酸碱反应
HAc
H Ac
H+ + H2O
14
共轭酸碱常数的关系：
A + H2O
OH + HA
Kb (A- )
[OH ][HA] [ A ]
[OH [
][HA] A ]
[ [
H H
] ]
KW K a (HAc)
∴ Ka ·Kb = KW = 10-14
15
§8.2 酸碱溶液pH值的计算
1. 质子条件 2. 强酸(碱)溶液 3. 一元弱酸(碱)溶液 4. 缓冲溶液 5. 多元酸(碱)溶液
[H+] +[Na+] = [HCO3-]+ 2[CO32-]+ [OH-]
综上，仍可得到质子条件式: [H+] + [HCO3-] + 2[H2CO3] = [OH-]
19
8.2.2. 强酸(碱)溶液
HA H+ + A-
2 H2O
H3O+ + OH-
在溶液中，[H+] = 强酸完全电离 (cHA)
酸
H+ + 碱
共轭关系
HAc 共轭酸
H+ + Ac共轭碱
8
HAc
H+ + Ac-
HAc的共轭碱是Ac- ，Ac-的共轭 酸HAc，HAc和Ac-为一对共轭酸碱 ，称为共轭酸碱对。
两性物质：既能给出质子，又能接受
质子的物质。
如：HSO4 , Fe(OH)(H2O)5 2 , HCO3 ,
H2O, HS等。 9
多元酸: 电离步骤多，复杂
4
注意:
在阿仑尼乌斯理论中，讨论的酸碱 强度仅代表酸碱在水中的电离出H+和 OH-离子的能力；不适于非水溶液。
溶液酸度的衡量方法: pH值 pH= lg[H+] pOH= -lg[OH-]
同一溶液： pH pOH p KW 14.00
5
水溶液的酸碱性：
由于水呈中性，且水中： [H+] = [OH] = 1.0×107 mol·L1
H2O
OH- + H+
质子条件: [H2A]+[H+] = [A2-] + [OH-]
29
[H ]
Ka1(Ka2[HA ] Kw ) K a1[HA ]
近似[HA ] c,且cKa2 20Kw
[H ] cKa1Ka2 K a1c
若c / Ka1 20
进一步近似[H ] Ka1Ka2
第八章 酸碱平衡
§8.1 酸碱平衡理论 §8.2 酸碱溶液pH值的计算
1
§8.1 酸碱平衡的理论基础
1. 阿仑尼乌斯的电离理论 2. 酸碱质子理论 3. 酸碱离解平衡 4. 路易斯酸碱理论(自学)
2
8.1.1. 阿仑尼乌斯的电离理论 (1887年)
1)酸：凡在水溶液能电离产生H+的物质；
HCl， H2SO4, HAc等 2)碱：能电离产生OH-的物质:
8.2.5 缓冲溶液
1.同离子效应 ： 平衡移动方向
HAc(aq)
H+(aq) + Ac-(aq)
NaAc(aq)
Na+(aq) + Ac-(aq)
同离子效应：在弱电解质溶液中，加入与其
含有相同离子的易溶强电解质，使弱电解质
的电离平衡向左移动，使弱电解质的电离度
降低的现象。
32
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2.盐效应
平衡移动方向
H+
NH
4
+
H2O
H3O+ + NH3
13
8.1.3. 酸碱离解平衡
酸碱强弱取决于物质给出质子或接受质子 能力的强弱；
依据: 电离度和电离平衡常数(Ka, Kb)
对于：HAc NH3+H2O
H++Ac-
Ka
[H ][ Ac ] [HAc]
NH4++OH-
Kb
[
NH
4
][OH
[ NH 3 ]
]
24
pH lg[H ] 2.88
pOH 14 - pH 11.12
醋酸的解离度 α 1.33103 100% 1.33%
0.10
25
例题2：(p239)
计算110-4 mol·dm-3 H3BO3溶液的pH 值。 (pKa = 9.24)
解 先进行近似条件判断： ： c / Ka 104 /109.24 105.24 500
NaOH, KOH等 中和反应: 酸和碱反应；产物为水和盐。 3) 如何衡量酸碱强度？
电离度() 酸碱电离平衡常数 (Ka): 温度一定时， 不随HA的浓度变化而变化
3
一元酸: HA
H+ + A-
cHA [HA] 100%
cHA [ A ][H ] Ka [HA]
在cHA一定的条件下，值越大，说明弱 酸电离程度越大，说明该酸酸性愈强；
[H ]
Ka [HA] [A ]
两边取负对数，则
pH
pKa
(HA)
lg
[HA] [A ]
平衡浓度
pH
pKa
lg ca cb(盐）
( K 104 )
41
弱碱和弱碱盐组成的缓冲溶液：
Ac–与外加的少量的H+结合成HAc，当达到新 平衡时[HAc]略有增加，[Ac–]略有减少，[[HAAcc]] 变化不大，溶液的[H+]或pH值基本不变。
● 加入少量强碱时，溶液中大量的HAc
与外的少量的OH－生成Ac–和H2O，当达到
新平衡时c(Ac–)略有增加，c(HAc)略有减
少，[HAc]
CO32- + H2O
HCO3- + OH-
CO32- + 2H2O
H2CO3 + 2OH-
H2O
H+ + OH-
质子条件式: [H+] + [HCO3-] + 2[H2CO3] = [OH-]
18
或根据物料平衡和电荷平衡来写质子条件 物料平衡: 假设初始Na2CO3浓度为c，
[CO32-]+[HCO3-] +[H2CO3] = c [Na+] = 2c
30
例题8-5(p242): 邻苯二甲酸氢钾 0.1molL-1 。pKa1= 2.89； pKa2 = 5.54. 求pH值。
cKa2 = 0.10 10-5.54 >> 20 Kw c/Ka1= 0.10 /10-2.89 >> 20
[H ] Ka1 Ka2
102.89 105.54 104.22 pH 4.22
K
2 b
4Kbc
2
27
在25℃时， 0.200mol·dm-3氨水的解离度为 0.95%，求[OH－], pH值和氨的离解常数。
NH3 (aq) H2O(l)
NH
4
(aq)
OH (aq)
c0 0.200
0
0
ceq 0.200(1– 0.95%) 0.200×0.95% 0.200×0.95%
[OH-]=0.200×0.95%=1.9×10-3 (mol.dm-3) pH=14-pOH=14-(-lg1.9×10-3)=11.27
例： HAc-NaAc NH3-NH4Cl H2CO3-NaHCO3 NaHCO3 -Na2CO3
37
5. 缓冲作用原理： HAc—NaAc溶液：
(抗碱) HAc 大量
H Ac (抗酸) 极少量 大量
[H ][Ac ]
[HAc]
Ka
[H
]
Ka
[HAc] [Ac ]
38
加入少量强酸时，溶液中存在的大量的
1)酸：凡能给出质子的物质都是酸； 2)碱：凡能接受质子的物质都是碱；
质子酸和质子碱可以是分子或离子， 质子酸碱理论中不存在盐的概念。
HAc、NH4+、HSO4-是酸； Cl-、NH3、HSO4-是碱
7
3). 酸碱共轭关系
酸碱存在着对应的相互依存的关系；物 质的酸性或碱性要通过给出质子或接受 质子来体现。
或平衡浓度 c– c
H+(aq) + A－(aq)
0
0
[H+] [A-]
c
c
21
Ka
[H ][ A ] [HA]
[H ]2 c [H ]
(1)当 c 500时， 5% , c [H ] c
Ka
[H ]2 Ka c
[H ] Kac
(2)当 c 500时， 5%时,应按下式计算：
[Ac ]
变化不大，溶液的c(H+)或pH值基
本不变。
39
应注意的是： 缓冲溶液的缓冲能力是有限的，
当加入大量强酸、强碱，或过度稀释 时，会导致溶液中大量的Ac–和HAc 减少，使缓冲溶液失去缓冲作用。
40
6. 缓冲溶液pH值的计算 HAc－NaAc
HA(aq) H2O H3O (aq) A (aq)
H3O+
H2O + HAc