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2011化工工程师考试：无机化学学习方案汇总

第六章 酸碱平衡 (7学时)

基本要求

一、掌握弱电解质的电离平衡及稀释定律的概念和应用。

二、掌握缓冲溶液的基本概念及有关计算。

三、掌握酸碱质子理论及其应用。

四、了解路易斯酸碱概念。

本章重点、难点

根据阿仑尼乌斯的酸碱电离理论，物质在水溶液中的酸碱性与其电离生成的氢离子的浓度有关。溶液的酸碱性是通过计算氢离子浓度来说明的。弱酸弱碱在水溶液中存在着电离平衡，因此其酸碱性的强弱除与物质的本性有关以外，同时也受到体系中的其它组分的影响。

这些组分主要是通过对弱电解质的电离平衡的影响，而使溶液的酸碱性发生变化。

布朗斯台德(J.N.Bronsted)--洛里(T.M.Lowry)质子理论和路易斯酸碱概念，则根据物质在反应过程中给出、接受质子或电子的性质，对物质的酸碱性和酸碱反应的实质进行重新认识，

使人们对物质酸碱性和酸碱反应的认识更深入全面。

本章重点应用化学平衡原理的基本概念，讨论弱电解质(弱酸、弱碱)在水溶液中的电离平衡特点及缓冲溶液的概念，学习掌握酸碱质子理论的基本概念。

本章难点是以酸碱质子理论的观点判断物质的酸碱性及其强度，熟练掌握有关缓冲溶液的计算方法。

基本概念

1. 质子酸及碱

在反应过程中凡能给出质子(H+)的分子或离子都是酸;凡能接受质子的分子或离子都是碱。

2. 缓冲溶液

能抵抗外加小量强酸、强碱和稀释，而保持pH值基本不变的溶液称为缓冲溶液。

授课要点

一 、酸碱质子理论

(一)酸碱质子理论对酸碱的认识

酸碱质子理论认为：在反应过程中凡能给出质子(H+)的分子或离子都是酸;凡能接受质子的分子或离子都是碱。酸是质子的给予体(proton donor)，碱是质子的接受体(proton acceptor)。例如HCl、HCO3-、NH4+都能给出质子是酸，OH-、H2O、Al(OH) 2+、NH3都能接受质子是碱。

质子理论认为酸和碱不是完全孤立的，是统一在对质子的关系。酸给出质子后所剩余的部分就是碱;碱接受质子后即变成酸。这种酸与碱的相互依存关系，叫共轭关系。这种共轭关系可用反应式表示：

酸 = H+ + 碱

HCl → H+ + Cl-

HAc = H+ + Ac-

H2O　= H+ + OH-

H3O+ = H+ + H2O

NH4+ =　H+ + NH3

[Cu(H2O)4]2+ = H+ + [Cu(H2O)3(OH)]+

H2PO4- = H+ + HPO42-

H3PO4 = H+ + H2PO4-

+NH3CH2COO- = H+ + NH2CH2COO-

从上面的反应式可以看出,左边酸给出质子(H+)后就变成右侧的碱，右侧的碱接受质子后就变成左边的酸。因此在同一个方程式中，左边的酸是右侧碱的共轭酸，(conjugate acid)，如HCl是Cl-的共轭酸;右侧碱是左边酸的共轭碱(conjugate base), 如Cl-是HCl的共轭碱。Cl-和HCl称为共轭酸碱对(conjugate acid-base pair)。

从所举共轭酸碱的例子来看，质子酸和质子碱可以是分子、正离子或负离子。同一种物质在一个反应中可以是酸，而在另一个反应中却可以是碱，如H2PO4- 离子。判断一个物质是酸还是碱要依据该物质在反应中发挥的具体作用，若失去质子为酸，若得到质子为碱。例如反应 HCO3- + H+ → H2CO3 HCO3-离子是碱，其共轭酸是H2CO3，而在反应 HCO3- → H+ + CO32-中，HCO3-离子是酸，其共轭碱是CO32-离子。

酸碱质子理论定义的酸碱特点可总结为：

1.酸碱的共轭关系：有酸必有碱，有碱必有酸;酸中含碱，碱可变酸，共轭酸碱相互依存，又通过得失质子而相互转化。

酸 = 质子 + 共轭碱

碱 + 质子 = 共轭酸

2.酸和碱可以是分子、正离子、负离子，还可以是两性离子。

3.有的物质在某个共轭酸碱对中是酸，但在另一个共轭酸碱对中可以是碱。例如HCO3-，H2O，H2PO4-，+NH3CH2COO-等，这一类物质又称为两性物质(ampholyte)

4. 酸碱质子理论中没有盐的概念。如NH4Cl中的NH4+是离子酸，Cl-是离子碱。

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