什么是布朗斯特酸性?

日期: 2025-10-14 02:06:20|浏览: 3|编号: 153901

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1 酸碱理论

早期人们根据特性区分酸碱,酸:能让石蕊试纸变红,带有酸味;碱:能让石蕊试纸变蓝,有涩感。当酸碱相互结合后,这些特性会消失。后来氧元素被发现,人们开始从成分角度理解酸碱,认为酸里一定含有氧成分。但盐酸等不含氧酸的发现,又让人们明白酸中必然含有氢成分。

的电离学说,使人们对酸碱的认识发生了一个飞跃。

HA = H+ + A- 电离出的正离子全部是 H+ ,

MOH在电离时,会产生正离子M+,同时释放出OH-负离子,这些负离子都是OH-形态。

从均衡视角确定了衡量酸碱力度的一种方法,就是 Ka 与 Kb 。 该学说在水化环境里成效显著。然而,它在非水介质中的可行性,遭遇了质疑。 试将以下两种化学过程进行对照分析:

两个水分子会分解成一个氢氧根离子和一个水合氢离子,氢氧化钠与盐酸发生反应会生成氯化钠和两个水分子

氨气分解成氨基和铵根离子,氢化钠与氯化铵反应生成氯化钠和氨气

溶剂自身的离解以及液态氮里发生的中和过程,不能用该学说来分析,由于完全找不到符合标准的酸与碱。

1 酸碱的定义

在反应中给出质子的物质叫做酸 在反应中接受质子的物质叫做碱

2 酸碱的共轭关系

酸给出质子后,变成碱,

同理,碱接受质子后,变成酸。故有: 酸 = 碱 + 质子

这两种酸碱之间形成一种对应关系,彼此称作共轭酸碱体。氯离子对应盐酸的共轭碱,盐酸则对应氯离子的共轭酸。水分子充当酸的角色时,它的共轭碱是氢氧根;充当碱的角色时,它的共轭酸是水合氢离子。

H2O 能够释放出氢离子,表现为酸性,例如在反应 H2O = H+ + OH- 中就体现了这一点;H2O 也能够吸收氢离子,显示出碱性,比如在反应 H2O + H+ = H3O+ 中就说明了这一点。具备既能释放氢离子又能吸收氢离子的特性的物质,被称为两性物质。要确定某个物质是酸性还是碱性,必须结合具体的反应过程,通过分析氢离子的得失情况来判定。

强酸的电离

弱酸的电离平衡

弱碱的电离平衡

中和反应

弱酸盐的水解

弱碱盐的水解

酸碱之间发生化合作用的根本在于氢离子的递送,氢离子由第一种酸性物质递交给第二种碱性物质,由此创造出第二种酸性物质和第一种碱性物质。

拉平效应和分辨效应

酸性的强弱取决于其释放质子的倾向程度,同时也要考虑碱体获取质子的难易程度。以 HClO4、H2SO4、HCl 和 HNO3 为例,在 H2O 溶液中,由于水分子对质子的亲和力,这四种酸都会完全离解,因此无法通过这种方式来判定它们的相对酸度。若置于乙酸溶液中,因乙酸获取质子的本领远逊于水,即便四种物质释放质子的倾向保持不变,在其中仍会仅有部分分子发生电离现象。因此,可通过比较其电离平衡常数的大小,来判断它们酸性的相对强弱

因此这四种物质按照酸性强弱排列依次为 HClO4 , H2SO4 , HCl , HNO3 。醋酸能够区分这四种物质,醋酸是这四种物质的区分剂;而水则使这四种物质的效果趋于一致,水是这四种物质的均衡剂

酸碱的强弱

对于多数弱酸,水能充当鉴别介质,可通过它们在水里的电离平衡数值来判别酸性强弱程度。酸性强弱排列次第如下:

HClO4

硫酸强于水合氢离子,水合氢离子强于氟化氢,氟化氢强于醋酸,醋酸强于铵离子,铵离子强于水,水强于硫氢根离子。

HCl

HNO3

Ka 能够显示酸在水里释放质子的本领,比如醋酸,

怎样判断该物质共轭碱 Ac- 对 H+ 的捕获本领呢?它的碱式电离平衡常数是 Kb。不过从水溶液解离的角度来分析,这个 Kb 实际上就是 Kh。由此可以看出,任何一对共轭酸碱的 Ka 与 Kb 之间都存在着某种内在联系。

,或者 Ka 乘以 Kb 等于 Kw,Ka 与 Kb 的乘积是一个定值。

在共轭酸碱对里,如果酸的电离常数数值更高,那么它的对应碱的电离常数数值就会更低,因此可以根据酸的强度排列顺序推断出对应碱的强度排列顺序。

ClO4-

HSO4- < H2O < F- < Ac- < NH3 < OH- <

Cl-

NO3-

反应的方向

酸碱相互作用时,氢离子总是由强酸流向强碱,从而形成弱酸和弱碱。比如,氯化氢与水接触,就会变成水合氢离子和氯离子。

强酸 强碱   弱酸 弱碱

又如反应 HAc + H2O = H3O+ + Ac-

弱酸 弱碱   强酸 强碱

反应自发进行的方向是从右向左, 从强酸强碱生成弱酸弱碱。

硝酸与水发生完全电离,生成的水合氢离子浓度高于硝酸根离子浓度,硝酸中的氢氧根离子浓度必然强于水合氢离子浓度,必然与水发生反应,生成水合氢离子和硝酸根离子。由此可见,在水中能够大量存在的最强质子酸是水合氢离子。同样道理,在水中能够大量存在的最强质子碱是氢氧根离子。比 OH- 更强的碱,如 将与 H2O 反应生成 OH-

质子理论在解释某些化学现象时存在不足之处:对于不含质子的物质,例如,这类物质难以进行合理归类,对于没有质子传递过程发生的反应,例如

+ Cl- = AgCl  也难以讨论

1 酸碱的定义

凡是能提供电子对的物质都是碱,碱是电子对的给予体。如,

OH- , CN- , NH3 , F- 等。

凡是能接受电子对的物质都是酸,酸是电子对的接受体。如,

H+ , BF3 , Na+ , Ag+ 等。

2 酸碱反应和酸碱配合物

酸碱的判定需结合实际反应来分析,多数金属离子表现出 Lewis 酸性,而阴离子普遍具有碱性,酸碱相互作用的结果通常形成酸碱加合物。

3 取代反应

酸取代反应

酸 H+ 取代了酸碱配合物2+中的酸 。

H+ 取代了酸碱配合物 Al(OH)3 中的 。

碱取代反应

OH- 取代 NH3 。

双取代反应

两种酸碱配合物交换成分。

酸碱的电子理论应用范围很广,许多物质都能被归类为酸,碱或它们的复合物,大部分化学反应都可以看作是这些物质相互作用的成果。然而,这个理论在酸碱特性界定上存在缺陷。

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