酸碱反应思维脑图思维导图

Jay炎

2024-01-04

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酸碱反应

生物化学

化学实验

酸碱反应常数，缓冲溶液，电离理论等相关内容讲解

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思维导图大纲

酸碱质子理论

电离理论

酸电离生成阳离子全为H+

碱电离生成阴离子全为OH-

酸碱定义和共轭酸碱对

定义

酸质子给予体碱质子接受体

酸=碱+质子

酸碱可以为中性分子也可以是正负离子

既能给出质子又能接受质子的为两性物质

共轭酸碱差一个质子即一个正电荷

共轭酸碱对

因一个质子的得失而相互转变的一对酸碱

酸碱反应的实质

质子的转移

质子的半径小电荷密度高不能在溶液中单独存在

酸给出质子必须以另一种相对碱性的物质接受质子为条件

一个酸碱反应必须有两个共轭酸碱对两个酸碱半反应

质子在水溶液中以水合质子H3O+形式存在

反应方向：较强酸碱向较弱酸碱进行

溶剂的酸碱性

溶剂的质子活性：给出或接受电子的溶剂为质子溶剂

质子溶剂分类

两性溶剂

H2O

酸性溶剂

醋酸甲酸液态氟化氢

碱性溶剂

乙二胺丁胺二甲基甲酰胺液氨吡啶含氮杂环化合物

质子自递作用除吡啶外

质子在溶剂分子间转移

惰性溶剂

苯四氯化碳氯仿丙酮甲基异丁酮

酸碱反应常数

溶剂的质子自递反应常数

溶剂的离子积Ks表示

水的质子自递反应

纯水导电原因

水的离子积常数

数值仅与温度有关

T越大K越大T越大pH范围越越小

弱酸和弱碱的解离常数

一元弱酸&弱碱Ka/Kb

Ka越大酸性越强

同时共轭碱Kb越小

强酸与水之间的酸碱反应不可逆，完全解离，水中不存在酸的分子

酸的强度不只与酸的本质有关，还与溶剂酸碱性有关，如HOAc在NH3中酸性比水中强

拉平效应：将各种不同强度的酸拉平到溶剂化质子水平的效应称为拉平效应

区分效应：作为比较标准区分酸给出质子能力的溶剂称为区分性溶剂

改变溶剂酸碱性改变指定酸的相对强度

中和反应常数

K为对应解离常数的倒数即1/Ka

注意酸碱多级解离常数的对应：酸碱相反如Ka1对Kb3

水解反应及水解常数

盐的离子与水的反应

本质还是质子转移

强酸强碱盐

无水解作用水溶液中性

强酸弱碱盐

本质为阳离子酸的解离

强碱弱酸盐

本质为阴离子碱的解离

弱酸弱碱盐

Kh=Kw/·Ka*Kb¸=K

Ka或Kb越大Kh越大水解越彻底

两性物质溶液酸碱性看对应的Ka与Kb大小S如NaH2PO4水溶液成酸性

解离度和稀释定律

解离度

电解质溶液的相对强度

α=已解离的弱电解质的浓度/弱电解质的总浓度*100%=弱酸弱碱的解离平衡转换率

α＜＝0.05时1-α≈1SKa=cα²

稀释定律

在一定温度下S解离度与溶液浓度的平方根成反比S溶液越稀S解离度越大

酸碱水溶液pH的计算

分布系数与分布曲线

分布系数Rδ表示某组分的平衡浓度占总浓度的分数

一元酸

二元酸

三元酸

碱

用Kb和[OH-]表示

用共轭酸表示

分布曲线

一元

[pKa-1,pKa+1]为缓冲区域

二元

第一解离离子峰值时分子和第二离子同时存在

峰值：RKa的均值处

三元

两峰值：RKa的均值

相邻两级解离常数相差较大时峰值处无曲线交叉

溶液平衡的基本关系式

物料平衡

浓度不变与浓度比例

电荷平衡

n价离子

质子平衡

由MBE和CBE 推导

消去溶液原始组分

参考水准法

得失质子物质

酸碱水溶液pH的计算

一元弱酸弱碱

[H]²=[HA]Ka+Kw

c/Ka>=105 [HA]=c 忽略酸的解离 [H]²=cKa+K

cKa>=10Kw 忽略水的解离

[H]²=(c-[H])Ka

均满足

[H]²=cKa

多元弱酸和弱碱

c/Ka1>=105R[H]²=cKa1

强酸和强碱溶液

c>=4.25*10负七次方

[H]=C

c<=1.03*10负八次方

[H]²=Kw

两性物质溶液·多元酸的酸式盐弱酸弱碱盐氨基酸

cKa2>=10Kw且c/Ka1>=10

[H]²=Ka1*Ka2

酸碱缓冲溶液

缓冲溶液类型

浓度较大的弱酸+共轭弱碱

高浓度强酸或强碱

不具有抗稀释作用

两性物质溶液

矫正pH计

[H+]=Ka[HA]/[A-]

稀释时比值不变pH相对稳定

缓冲作用原理

共轭酸碱对间酸碱的转化(平衡移动)

缓冲pH的计算

弱酸及其共轭碱的浓度都较大时

R[H]=Ka[HA]/[A-]

缓冲溶液均具有限度

缓冲容量表示缓冲能力

把中和、解离、水解等都概括为质子传递反应，适用水和非水体系思维导图模板大纲

局限性只限于水溶液体系思维导图模板大纲

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种子思维脑图思维导图

U282195478

2.62

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