第一节 酸碱质子理论

一、酸碱的概念

1923年，丹麦化学家布朗斯特（J.N.Bronsted）和英国化学家劳莱（T.M.Lowry）同时独立地提出了酸碱质子理论。质子理论认为：凡是能给出质子（H⁺）的物质就是酸；凡是能接受质子（H⁺）的物质就是碱。即酸是质子的给予体，碱是质子的接受体。

按照酸碱质子理论，酸和碱不是彼此孤立的，而是统一在对质子的关系上，这种关系如下：

例如

酸碱的这种相互依存、相互转化的关系称为共轭关系，这种因一个质子的得失而相互转换的每一对酸碱，称为共轭酸碱对。

从以上例子可以看出，酸和碱可以是分子，也可以是阳离子和阴离子。有些物质如等既可以给出质子又可以接受质子，这类分子或离子称为两性物质。

练一练

写出下列物质的共轭对象：

① Ac^-________

② H₂CO₃________

③ H₃PO₄________

④ H₂S________

⑤________

⑥________

⑦________

⑧________

二、酸碱反应的实质

根据酸碱质子理论，酸碱反应实际上是酸失去质子，碱得到质子，酸把质子传递给碱的过程。

共轭酸碱对质子得失的反应，只是酸碱半反应，不能单独进行，酸碱反应必须是两个酸碱半反应相互作用才能实现，可用下式表示：

小结

酸碱反应的实质是两个共轭酸碱对之间质子传递的反应。

三、酸碱解离常数

1.水的质子自递反应

水分子具有两性，即一个水分子可以从另一水分子中夺取质子而形成H₃O⁺和OH^-。反应方程式如下：

上述反应称为水的质子自递反应。该反应的平衡常数称为水的质子自递常数，又称为水的离子积，一般以表示。

则

水合质子H₃O⁺也常常简写作H⁺，因此水的质子自递常数常简写为

是温度的函数，25 ℃时，= 1.0 × 10^-14，即= 14.00。

注：为表示方便，用[]表示平衡时的相对浓度，后续章节中相同。

2.酸碱解离常数

酸碱反应进行的程度可以用反应的平衡常数来衡量。对于一元弱酸HA而言，其在水溶液中的解离反应与平衡常数是

平衡常数称为酸的解离常数，它是衡量酸强弱的参数。越大，则表明该酸的酸性越强。在一定温度下，是一个常数，它仅随温度的变化而变化。

与此类似，对于碱A^-而言，它在水溶液中的解离反应与平衡常数是

根据式（2-2）和式（2-3），共轭酸碱对的之间满足

或

上式表明，共轭酸碱对的与成反比，已知酸的解离常数就可简单地计算出它共轭碱的，反之亦然。另外也说明，酸越弱，其共轭碱越强；碱越弱，其共轭酸越强。

3.解离度

对于弱酸、弱碱等物质在水溶液中的解离程度可以用解离度α的大小来衡量：

相同浓度的不同弱电解质，其解离度不同。电解质越弱，解离度越小。

现以弱酸HA为例，若其起始浓度为c，解离度为α，则

代入平衡常数表达式

当≥500时，1-α≈1，则上式可改写为：

式（2-5）表明对某一给定的弱电解质，在一定温度下，解离度随溶液的稀释而增大。这个关系式被称为稀释定律。

想一想

、α均能表示弱电解质的强弱，二者之间有何不同？