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发布时间:2023-12-04 02:45:01   来源:文档文库   
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6.1水的离解与溶液的pH576酸碱质子理论与缓冲溶液最初,人们对酸碱的认识只单纯地限于从物质所表现出来的性质上来区分酸和碱。随着生产和科学技术的进步,人们的认识不断深化,提出了多种酸碱理论。其中比较重要的有离解理论,溶剂理论,质子理论,电子理论以及软硬酸碱概念等。中学化学关于酸碱概念的讨论都是基于离解理论,本章主要介绍水的离解与溶液的pH,酸碱的质子理论及其基于在此理论上提出的缓冲溶液概念。6.1水的离解与溶液的pH6.1.1水的离解平衡水的离解非常之小,通常认为是不离解的。但是采用精确的实验方法可以测出,在25℃时,1L水中有10-7mol分子发生离解,离解反应如下:H2OH++OH起始浓度/mol·L-11000/1800平衡浓度/mol·L-155.55-10-710-710-7{c(Hc}{c(OHc}c/(Hc/(OHK{c(H2Oc}c/(H2Oc/(H+·c/(OH-55.55K10-7×10-755.55×KKw,则水的离子积常数Kw10-14Kwc/(H+·c/(OH-适用任何溶液,Kw的值随温度升高而显著增大。需指出,上述式子中的c/(A为系统中物种A的浓度c(A与标准浓度c的比值,即c/(Ac(A/c。由于c1mol·L-1,故cc/数值完全相同,只是量纲不同,c量纲为mol·L-1c/量纲为1,或者说c/只是个数值。以后关于其它平衡常数的表示将经常使用这类表示方法。请注意cc/的异同。6.1.2溶液的酸碱性和pH由上所述,可以把水溶液的酸碱性和H+OH-浓度的关系归纳如下:在酸性溶液中,c/(H+10-7c/(OH-中性溶液中,c/(H+10-7c/(OH-在碱性溶液中,c/(H+10-7c/(OH-。由此可见,溶液的酸碱性由c(H+c(OH-的相对大小决定。为了方便起见,1909年索伦森(SorensenSPL)提出用pH表示溶液的酸碱性。所pH,是溶液中c/(H+的负对数:pH-lgc/(H+
586酸碱质子理论与缓冲溶液可见,pH越小,溶液的酸性越强;反之,pH越大,溶液的碱性越强。溶液的酸碱性与pH的关系为:酸性溶液的pH7c/(H+10-7;中性溶液的pH=7c/(H+10-7碱性溶液的pH7c/(H+10-7同样,也可以用pOH表示溶液的酸碱度。定义为:pOH-lgc/(OH-因此则有:pH+pOHpKw14此式适用:10-14mol·L-1c/(H1mol·L-110-14mol·L-1c/(OH1mol·L-1例题6-1:计算0.05mol·L-1HCl溶液的pHpOH值。解:盐酸为强酸,在溶液中全部离解:HClH++OH-c/(H+0.05mol·L-1pH-lgc/(H+-lg0.051.3pOHpKwpH141.312.76.2酸碱质子理论6.2.1酸碱概念酸碱离解理论是阿累尼乌其斯(Arrhenius)根据他的电离学说提出来的。他认为在水中能电离出氢离子并且不产生其它阳离子的物质叫酸。在水中能电离出氢氧根离子并且不产生其它阴离子的物质叫碱。酸碱中和反应的实质是氢离子和氢氧根离子结合成水。这个理论取得了很大成功,但它的局限性也早就暴露出来。例如,气态氨与氯化氢反应迅速生成氯化铵,这个酸碱中和反应并没有水的生成。由于阿累尼乌斯的酸碱离解理论不能解释一些非水溶液中进行的酸碱反应等问题,1923年布朗斯特(Bronsted)和劳瑞(Lowry)分别提出了酸碱质子理论,把酸碱概念加以推广。酸碱质子理论认为凡是能给出质子的物质都是酸,凡是能与质子结合的物质都是碱。即酸是质子的给予体,碱是质子的接受体。这样,一个酸给出质子后余下的部分自然就是碱,因为它本身就是与质子结合的。它们的关系如下:(HB(B+(H+这种关系叫做酸碱的共轭关系,式中略去了HBB可能出现的电荷。右边的碱是左边酸的共轭碱,左边的酸是右边碱的共轭酸,两者组成一个共轭酸碱对,它们只直差一个质子。例如:HOAcOAc-+H+

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