第八章酸碱解离平衡

大学无机化学酸碱解离平衡，某些离子相遇形成弱酸弱碱盐时，阴阳离子相互促进水解，平衡向水解方向移动而水解完全，使溶液中的离子浓度迅速降低。

第八章酸碱解离平衡

• 弱酸和弱碱的解离平衡
  • 一元弱酸、弱碱的解离平衡
    • K 一定时，起始浓度 c0 越小，解离度α值越大。
    • 同离子效应：在弱电解质的溶液中，加入与其具有相同离子的强电解质，从而 使解离平衡左移，降低弱电解质的解离度。
  • 水的解离平衡和溶液的 pH 值
    • 水的离子积常数： 常温下，Kw = 1.0×10－14 非常温时，溶液的中性只能以 c（H+）= c（ OH-） 为标志 T 升高时，K 值变大；降低时，K 值变小。
    • 溶液的 pH
      • • pH = pOH 表示中性
    • 酸碱指示剂
      • 借助于颜色的改变来指示溶液 pH 的物质称为酸碱指示剂。
      • pH = pKi 称为指示剂的理论变色点。 pH = pKi ± 1 指示剂的变色范围
    • 多元弱酸的解离平衡
      • 1、二元弱酸溶液的氢离子浓度由第一级解离决定离决定 2、负一价酸根的浓度等于体系中的氢离子浓度 3、负二价酸根的浓度在数值上等于 K2 二元酸与其它物质的混合溶液则不适用！
    • 缓冲溶液（重点）
      • 缓冲溶液是一种能抵抗少量 强酸、强碱和较多水的稀释而保 持体系的 pH 基本不变的溶液。
      • 缓冲溶液一般是由弱酸和弱酸盐组成或由弱碱和弱碱盐 组成的。 缓冲溶液对外来少量强酸和强碱具有抵抗作用。
      • 缓冲对：缓冲溶液中发挥作用的弱酸和弱酸盐（或弱碱和弱碱盐）
      • 缓冲容量：缓冲对的浓度越大，缓冲溶液的缓冲容量越大。
      • 缓冲溶液的配制
        • 1. 要先找出具有与溶液拟控制的 pH 相当的 pKa 值的弱酸来， 2. 再与该弱酸的强碱盐按一定的比例配成浓度合适的溶液。
• 盐类的水解
  • 水解平衡常数 越弱越水解
    • 弱酸强碱盐：
    • 强酸弱碱盐：
    • 弱酸弱碱盐：
    • 盐类水解反应吸热，△H > 0，T 增高时，Kh 增大 越热越水解
  • 水解度和水解平衡的计算 谁弱谁水解，谁强显谁性。
    • 单水解过程的计算
      • 当水解平衡常数 Kh 一定时，盐的起始浓度 c0 越小，水解度 h 越大， 即稀溶液的水解度比较大。
    • 双水解过程的计算
      • 弱酸弱碱盐的 c (H+) 与盐溶液的浓度无直接关系。
• 电解质溶液理论和酸碱 理论的发展
  • 强电解质溶液理论
    • 离子强度
      • 离子强度 I 衡量一种溶液中离子之间的相互作用力大小。
      • 溶液中离子的浓度越大、离子所带电荷数目越多，离子之间的相互作用就越强。 离子强度是整个溶液的属性，不是某个离子的性质。
    • 活度
      • 离子自身的电荷数越大和浓度越大，溶液的离子强度越大，离子间作用力越强，则其活度系数 f 的数值越小，有效浓度越小 在本章的计算中，如不特殊说明，则近似地认为 a = c ， f = 1
      • f为活度系数
    • 盐效应
      • 盐效应使弱电解质的解离度增大。
  • 酸碱质子理论
    • 酸碱定义
      • 在反应中给出质子的分子或离子叫做酸 在反应中接受质子的分子或离子叫做碱。
      • 酸=碱+质子 上述关系中的一对酸碱，互为共轭酸碱
    • 酸碱的强弱及反应的方向
      • 强酸的解离反应
      • 强酸碱中和反应
      • 弱酸的解离平衡：弱酸生成强酸
      • 弱碱的解离平衡：弱碱生成强碱
    • 酸碱质子理论的优越性在于它不仅适用于水溶液体系，更适用于所有 含质子的非水溶剂所形成的溶液体系。 常见的无机非水质子溶剂有液氨， HAc 和 HF 等。 酸碱质子理论的局限性在于，它仅适用含质子体系，对于不含有质子的物质，如 Cu2+，Ag+ 等不好归类。且对于无质子转移的反应不能 研究。
    • 对酸有区分效应，是区分试剂（HAc对HClO4，H2SO4，HCl 和 HNO3的区分） 对酸有拉平效应，是拉平试剂（H2O对HClO4，H2SO4，HCl 和 HNO3的拉平）
  • 酸碱溶剂体系理论
    • 在一种溶剂中能解离出该溶剂的特征阳离子或者说能增大特征阳离子 的浓度的物质称为酸 在一种溶剂中能解离出该溶剂的特征阴离子或者说能增大特征阴 离子的浓度的物质称为碱。
    • 优越性：酸碱溶剂体系理论的优越性在解释非水体系的酸碱反应方面 是成功的。 局限性：只适用于能发生自偶解离的溶剂体系， 对于烃类，醚类以及酯类等难于自偶解离的溶剂就难发挥作用了
  • 酸碱电子理论
    • 凡是在反应中接受电子对的物质都是酸，酸是电子对的接受体。 凡是在反应中提供电子对的物质都是碱，碱是电子对的给予体。
    • 实质：路易斯酸接受了路易斯碱的电子对，形成配位键生成酸碱配合 物的过程
    • 酸取代反应：酸可以与酸碱配合物反应，生成另一种酸和另一种酸碱配合物
    • 碱取代反应：碱可以与酸碱配合物反应，生成另一种碱和另一种酸碱配合物。
    • 双取代反应：两种酸碱配合物中的酸碱互相交叉取代，生成两种新的酸碱配合物。
    • 优越性：酸碱的电子理论适应性强，大多数物质都可以包括在酸、碱及其配合物。 局限性：酸碱的电子理论的不足之处在于酸碱的特征不明确。