中級無機(jī)化學(xué)課件 第一章 酸堿理論與非水溶劑

1、,1-1 質(zhì)子理論,任何能釋放 H+ 的物種叫做酸; 任何能結(jié)合 H+ 的物種叫做堿。,酸是質(zhì)子的給予體，堿是質(zhì)子的接受體。 酸、堿是互相依存的。,兩性化合物,中和反應(yīng)是兩個(gè)共軛酸堿對的結(jié)合。 中和反應(yīng)實(shí)質(zhì)上是質(zhì)子傳遞的反應(yīng)。,( 非水溶劑 ),( 氣相反應(yīng) ),( 固液反應(yīng) ),優(yōu)點(diǎn)：將酸堿的概念推廣到所有的質(zhì)子體系，不受溶劑的限制。,缺點(diǎn)： 只能應(yīng)用于可給出或接受質(zhì)子的情況。,1-2 溶劑體系理論 及其拉平效應(yīng)和區(qū)分效應(yīng),1. 溶劑體系理論 2. 溶劑的拉平效應(yīng)和區(qū)分效應(yīng) 3. 幾種重要的非水溶劑,1. 溶劑體系理論,在溶液中產(chǎn)生（或通過反應(yīng)生成）溶劑的 特征陽離子的溶質(zhì)酸 在溶液中產(chǎn)生（

2、或通過反應(yīng)生成）溶劑的 特征陰離子的溶質(zhì)堿,1)Fe3+ + 6H2O Fe(OH)3+ 3H3O+,(酸),Fe3+ + 3HCO3- Fe(OH)3 + 3CO2 ,1) NH3+ H2O NH4+ OH-,(堿),2) CH3COOH+ H2O CH3COO- + H3O+,3) H3O+ OH- 2H2O 1)+2)+3) :,CH3COOH+ NH3 CH3COONH4,H2O 中,CH3COOH和NH3在水中 的反應(yīng)為酸堿中和反應(yīng),(酸),2)3HCO3- +3H2O 3H2O + 3CO2 + 3OH-,(堿),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),(堿),(酸),(堿),2SO2 SO2+ + SO32-,SOCl2 2Cl-,+ SO2+,（酸）,Cs2SO3 2Cs+ + SO32-,（堿）,SOCl2 + Cs2SO3 2CsCl + 2SO2 可用Cs2SO3滴定SOCl2（非水溶液滴定）

4、,SO2 (l)中,溶劑體系理論,優(yōu)點(diǎn)：溶 劑可以不 涉及質(zhì)子,包含了水離子理論、質(zhì)子理論,缺點(diǎn)：只適于能發(fā)生自電離 的溶劑體系,2. 溶劑的拉平效應(yīng)和區(qū)分效應(yīng),溶劑不能辨別不同酸堿相對強(qiáng)度的效應(yīng)叫做溶劑的拉平效應(yīng)。,溶劑能辨別不同酸堿相對強(qiáng)度的效應(yīng)叫做溶劑的區(qū)分效應(yīng)。,在水中為強(qiáng)酸的物質(zhì)：如HClO4，HBr，HCl，HI 在水中不能存在 不能區(qū)分酸強(qiáng)度：把質(zhì)子轉(zhuǎn)移給H2O，形成H3O+,Ka 1 pKa 0,強(qiáng)度被水“拉平”到水合質(zhì)子H3O+的強(qiáng)度 水對強(qiáng)酸具有“拉平效應(yīng)”,HClO4HBrH2SO4HClHNO3 HAc將它們的酸性“拉開 ” HAc具有“區(qū)分效應(yīng) ” 拉開效應(yīng),在水中為

5、強(qiáng)酸的物質(zhì) 在HAc中表現(xiàn)出差異：,在水中為強(qiáng)堿的物質(zhì)：如KNH2，NaOH，NaH,KNH2 + H2O = HO- + NH3 + K+,在水中不能存在 不能區(qū)分堿強(qiáng)度：生成HO- 強(qiáng)度被水“拉平”到HO-的強(qiáng)度,Kb 1 pKb 0,水對強(qiáng)堿具有“拉平效應(yīng)”,水溶液中,0,pKa 酸堿的相對強(qiáng)度 可以明顯區(qū)分,都是 強(qiáng)酸 pH = 0 被水拉平 不能區(qū)分,都是 強(qiáng)堿 pH = 14 被水拉平 不能區(qū)分,14,pKa,0 常見無機(jī)酸 顯示弱酸性質(zhì) 能區(qū)分常見的強(qiáng)酸,醋酸中,14 常見無機(jī)堿 顯示弱堿性質(zhì) 能區(qū)分常見的強(qiáng)堿,液氨中,不同的溶劑有不同的區(qū)分范圍, 純H2SO4,酸性溶劑,可使許

6、多化合物質(zhì)子化,水、醇、醚、酮、砜、硝基化合物顯堿性 C2H5OH + H2SO4 C2H5OH2+ + HSO4- H2O + H2SO4 H3O+ + HSO4- H2N(CO)NH2 + H2SO4 H2N(CO)NH3+ + HSO4-,3. 幾種重要的非水溶劑,HClO4 + H2SO4 H2S2O7 + H2SO4,ClO4- + H3SO4+ HS2O7- + H3SO4+,HAc、HNO3也顯堿性 CH3CO2H + H2SO4 CH3CO2H2+ + HSO4- HNO3 + 2H2SO4 NO2+ + H3O+ + 2HSO4-, 純H2SO4,HClO4、H2S2O7、H

7、SO3F等為弱酸,B(OH)3 + 3H2S2O7 B(OSO2OH)4- + H3SO4+ + H2SO4,or,B(OH)3 + 2H2SO4 + 3SO3 B(OSO2OH)4- + H3SO4+, 純H2SO4,只有HB(HSO4)4為強(qiáng)酸, NH3(l),堿性溶劑,自電離：2NH3,NH4+ + NH2-,K = 10-33,兩性反應(yīng)：,過量OH-,水：Zn2+ + 2OH- Zn(OH)2 Zn(OH)42- 過量NH2- NH3： Zn2+ + 2NH2- Zn(NH2)2 Zn(NH2)42-,中和反應(yīng)： 水：KOH + H3OI KI + 2H2O NH3： KNH2 + NH4I KI + 2NH3,與水相似,CH3CO2H + H2O,H3O+ + CH3CO2- 弱酸,尿素,CH3CO2H + NH3 NH4+ + CH3CO2- 強(qiáng)酸！,大多數(shù)堿在NH3(l) 中不溶解，或表現(xiàn)為弱堿 只有極強(qiáng)的堿才表現(xiàn)為強(qiáng)堿 2H- + NH3 NH2- + H2,H2N(CO)NH2 + H2O 不顯酸性 H2N(CO)NH2 + NH3 NH4+ + H2N(CO)NH- 弱酸!,差異堿性比水強(qiáng)許多,HAc,自電離： 2BrF3,BrF2+ +