第五章电离平衡与酸碱理论.ppt

5．缓冲容量（缓冲能力）（buffer capacity） a．衡量缓冲溶液具有缓冲能力的尺度，称为缓冲容量。一般用1升缓冲溶液中改变一单位PH,需强酸强碱的量 b．影响缓冲容量的因素： (i) 与缓冲剂的浓度有关 (ii) 与缓冲剂组分的比值(缓冲比）有关 如：HAc-Ac-缓冲溶液的pKa θ =4.74，配制缓冲溶液时，要使其pH值在3.74～5.74范围内 6．缓冲范围（buffer range） pK aθ（或pKb θ ）两侧各一个pH（或pOH）单位内，即pH ≈ pK a θ ±1，pOH ≈ pK b θ ±1。 第29页，共43页。 7．缓冲溶液的配制 a. 共轭酸碱浓度比最好为1∶1 b. 缓冲溶液中溶液总浓度适当大一些， （但太大，造成不必要浪费，并会引入杂质） c. 选择缓冲对,（根据弱酸的Ka θ ，或弱碱的Kb θ ） 除了参与和 H+或 OH– 有关的反应以外，缓冲溶液不能与反应系统中的其它物质发生副反应 第30页，共43页。 8．缓冲溶液的应用 （applications of buffered solutions） a．缓冲溶液在生物化学系统非常重要。 b．在植物体中也含有机酸（酒石酸 tartaric acid、柠檬酸 citric acid、草酸 oxalic acid等）及其盐类所组成的缓冲系统。 c．半导体器件硅片表面的氧化物（SiO2）通常用HF－NH4F的混合液来腐蚀，可以缓慢地除去SiO2，以保持硅片的平整。 第31页，共43页。 第1页，共43页。 §1.强电解质溶液理论 1923年 德拜和休克尔 一、离子氛（ionic atmosphere） 中心离子周围的那些异号离子群叫做离子氛 二、离子强度---离子相互作用 I = 1/2 ∑(mi zi2 ) zi 离子电荷数 mi 离子浓度（mol/kg） 衡量溶液中离子和它的离子氛之间相互作用的强弱 离子强度仅与各离子的浓度及电荷数有关 0.1mol·dm?3的溶液，表观电离度大于30%的电解质为强电解质，表观电离度小于 3% 的电解质为弱电解质。 第2页，共43页。 三、活度和活度系数 a / m = f f: 活度系数: 溶液中离子之间牵制作用的大小 电解质溶液中离子实际发挥作用的浓度称为有效浓度，即为活度（activity）。通常用a表示 a = f m 离子活度系数的影响因素 ： ① 离子浓度 ②离子电荷 离子强度和活度系数之间的定量关系： (A为常数)。 理论推导： 可查表求f± Lewis 经验方程： 第3页，共43页。 3．缺点： 把酸碱限制在水溶液中，碱限制于氢氧化物中。 Arrhenius 1887 电离理论 1. 定义： 酸、碱是一种电解质，它们在水溶液中会离解，能离解出氢离子的物质是酸；能离解出氢氧根离子的物质是碱。 2、优点： 一、水离子理论(Ionic Theory) (2) 酸碱强度的标度很明确。 (1) 能简便地解释水溶液中的酸碱反应 §2. 酸碱理论(The Theories of Acids and Bases base theory) 第4页，共43页。 二、溶剂论（Solvent Theory） 1905 Franklin 1、定义：凡在溶剂中产生该溶剂特征阳离子的溶质叫该溶剂的酸，产生该溶剂特征阴离子的溶质叫该溶剂的碱。 2、优点：将酸碱扩大到非水体系。 （1） （2） （3） （4） 3、缺点：只能用于自电离溶剂体系；不能解释不电离的溶剂及无溶剂的酸碱。 第5页，共43页。 三、质子论（Proton Theory） 1923 Br?nsted and Lowry 1、定义： 凡是能够释放出质子(H+)的物质，无论它是分子、原子或离子，都是酸； 凡是能够接受质子的物质，无论它是分子、原子或离子，都是碱。 共轭酸碱对 弱酸共轭强碱，弱碱共轭强酸 第6页，共43页。 2、运用 （1）neutralization reaction 共轭酸碱对之间质子传递 （2）auto ionization: (3) acid ionization: (4)base ionization: (5) hydrolysis: 第7页，共43页。 Hydrolysis 3、特点 (2) 溶液中的酸碱平衡简单化 (3)质子论中不存在盐的概念 （4）酸碱强度的相对性 (1)扩大了酸碱和酸碱反应的范围 (1)溶剂的拉平效应：溶剂将不同强度的酸拉平到溶剂化质子水平的效应，称为溶剂的拉平效应。 (2)溶剂的区分效应：溶剂能区分酸(碱)强度的效应叫溶剂的区分效应。 4、酸和碱的相对强弱 酸碱和溶剂释放质子和