中级无机化学课件 第一章 酸碱理论与非水溶剂

1、,1-1 质子理论,任何能释放 H+ 的物种叫做酸; 任何能结合 H+ 的物种叫做碱。,酸是质子的给予体，碱是质子的接受体。 酸、碱是互相依存的。,两性化合物,中和反应是两个共轭酸碱对的结合。 中和反应实质上是质子传递的反应。,( 非水溶剂 ),( 气相反应 ),( 固液反应 ),优点：将酸碱的概念推广到所有的质子体系，不受溶剂的限制。,缺点： 只能应用于可给出或接受质子的情况。,1-2 溶剂体系理论 及其拉平效应和区分效应,1. 溶剂体系理论 2. 溶剂的拉平效应和区分效应 3. 几种重要的非水溶剂,1. 溶剂体系理论,在溶液中产生（或通过反应生成）溶剂的 特征阳离子的溶质酸 在溶液中产生（

2、或通过反应生成）溶剂的 特征阴离子的溶质碱,1)Fe3+ + 6H2O Fe(OH)3+ 3H3O+,(酸),Fe3+ + 3HCO3- Fe(OH)3 + 3CO2 ,1) NH3+ H2O NH4+ OH-,(碱),2) CH3COOH+ H2O CH3COO- + H3O+,3) H3O+ OH- 2H2O 1)+2)+3) :,CH3COOH+ NH3 CH3COONH4,H2O 中,CH3COOH和NH3在水中 的反应为酸碱中和反应,(酸),2)3HCO3- +3H2O 3H2O + 3CO2 + 3OH-,(碱),3)3H3O+ + 3OH- 6H2O 1)+2)+3) :,NH3

3、 中,CH3COOH + NH3 CH3COO- + NH4+,KH + NH3 K+ + H2 + NH2-,NH2- + NH4+ 2NH3,CH3COOH + KH CH3COOK + H2,BrF3 中,SbF5 + BrF3 BrF2+ + SbF6-,KF + BrF3 BrF4- + K+,SbF5 + KF KSbF6,(酸),(碱),(酸),(碱),2SO2 SO2+ + SO32-,SOCl2 2Cl-,+ SO2+,（酸）,Cs2SO3 2Cs+ + SO32-,（碱）,SOCl2 + Cs2SO3 2CsCl + 2SO2 可用Cs2SO3滴定SOCl2（非水溶液滴定）

4、,SO2 (l)中,溶剂体系理论,优点：溶 剂可以不 涉及质子,包含了水离子理论、质子理论,缺点：只适于能发生自电离 的溶剂体系,2. 溶剂的拉平效应和区分效应,溶剂不能辨别不同酸碱相对强度的效应叫做溶剂的拉平效应。,溶剂能辨别不同酸碱相对强度的效应叫做溶剂的区分效应。,在水中为强酸的物质：如HClO4，HBr，HCl，HI 在水中不能存在 不能区分酸强度：把质子转移给H2O，形成H3O+,Ka 1 pKa 0,强度被水“拉平”到水合质子H3O+的强度 水对强酸具有“拉平效应”,HClO4HBrH2SO4HClHNO3 HAc将它们的酸性“拉开 ” HAc具有“区分效应 ” 拉开效应,在水中为

5、强酸的物质 在HAc中表现出差异：,在水中为强碱的物质：如KNH2，NaOH，NaH,KNH2 + H2O = HO- + NH3 + K+,在水中不能存在 不能区分碱强度：生成HO- 强度被水“拉平”到HO-的强度,Kb 1 pKb 0,水对强碱具有“拉平效应”,水溶液中,0,pKa 酸碱的相对强度 可以明显区分,都是 强酸 pH = 0 被水拉平 不能区分,都是 强碱 pH = 14 被水拉平 不能区分,14,pKa,0 常见无机酸 显示弱酸性质 能区分常见的强酸,醋酸中,14 常见无机碱 显示弱碱性质 能区分常见的强碱,液氨中,不同的溶剂有不同的区分范围, 纯H2SO4,酸性溶剂,可使许

6、多化合物质子化,水、醇、醚、酮、砜、硝基化合物显碱性 C2H5OH + H2SO4 C2H5OH2+ + HSO4- H2O + H2SO4 H3O+ + HSO4- H2N(CO)NH2 + H2SO4 H2N(CO)NH3+ + HSO4-,3. 几种重要的非水溶剂,HClO4 + H2SO4 H2S2O7 + H2SO4,ClO4- + H3SO4+ HS2O7- + H3SO4+,HAc、HNO3也显碱性 CH3CO2H + H2SO4 CH3CO2H2+ + HSO4- HNO3 + 2H2SO4 NO2+ + H3O+ + 2HSO4-, 纯H2SO4,HClO4、H2S2O7、H

7、SO3F等为弱酸,B(OH)3 + 3H2S2O7 B(OSO2OH)4- + H3SO4+ + H2SO4,or,B(OH)3 + 2H2SO4 + 3SO3 B(OSO2OH)4- + H3SO4+, 纯H2SO4,只有HB(HSO4)4为强酸, NH3(l),碱性溶剂,自电离：2NH3,NH4+ + NH2-,K = 10-33,两性反应：,过量OH-,水：Zn2+ + 2OH- Zn(OH)2 Zn(OH)42- 过量NH2- NH3： Zn2+ + 2NH2- Zn(NH2)2 Zn(NH2)42-,中和反应： 水：KOH + H3OI KI + 2H2O NH3： KNH2 + NH4I KI + 2NH3,与水相似,CH3CO2H + H2O,H3O+ + CH3CO2- 弱酸,尿素,CH3CO2H + NH3 NH4+ + CH3CO2- 强酸！,大多数碱在NH3(l) 中不溶解，或表现为弱碱 只有极强的碱才表现为强碱 2H- + NH3 NH2- + H2,H2N(CO)NH2 + H2O 不显酸性 H2N(CO)NH2 + NH3 NH4+ + H2N(CO)NH- 弱酸!,差异碱性比水强许多,HAc,自电离： 2BrF3,BrF2+ +