酸和碱gydF4y2Ba
酸和碱是常见的化学品,彼此反应和水。结果,它们是生物学,工业上和环境的重要性。gydF4y2Ba
基地是苦涩,触感湿滑。普通碱被发现玻璃清洁剂(氨),抗酸片(碳酸盐),小苏打(也碳酸盐)和牙膏(氟化物)。gydF4y2Ba
酸通常酸味。酸也与一些金属反应,释放gydF4y2Ba 气体和引起腐蚀。常见的含酸物质包括橙子(柠檬酸)、醋(醋酸)、阿司匹林(乙酰水杨酸)、汽车电池(硫酸)、酸雨(硫酸和硝酸)。gydF4y2Ba
许多生物分子也是酸或碱,尽管它们的结构可以更复杂并且首先难以识别。嘌呤和嘧啶中gydF4y2BaDNAgydF4y2Ba是碱,而膳食脂肪是酸。gydF4y2Ba
酸或碱的强度取决于它的电离能力。强酸和强碱完全电离。原来的分子在水溶液中达到平衡时都不存在了。弱酸和弱碱达到一种平衡,此时大部分分子仍保持其原始形态。gydF4y2Ba
硝酸的解离,强酸。gydF4y2Ba
氢氟酸的解离,弱酸。gydF4y2Ba
内容gydF4y2Ba
定义gydF4y2Ba
酸和碱的第一个现代定义是在19世纪末写的。下gydF4y2Ba阿伦尼乌斯的定义gydF4y2Ba,酸产生质子,gydF4y2Ba 在溶液中,碱是产生氢氧根离子的任何物质,gydF4y2Ba .当酸和碱彼此反应时,产品总是盐和水。gydF4y2Ba
HCl(一种强酸)和NaOH(一种强碱)的离解和反应如下图所示。gydF4y2Ba
虽然酸的这个简单定义是有用的,但它也有局限性,因为它只适用于发生在水中的反应和产生质子或氢氧根离子的化合物。在许多不符合这些要求的系统中,可以观察到酸性或碱性的行为。gydF4y2Ba
在1920年代中,提出了更一般的酸定义。gydF4y2BaBrønsted-Lowry.gydF4y2Ba酸是提供一个质子的物质而碱是接受一个质子的物质。Brønsted-Lowry酸和碱必须始终被标识为gydF4y2Ba共轭对gydF4y2Ba,因为电子从一种物质转移到另一种物质。gydF4y2Ba
考虑以下方程:gydF4y2Ba
根据阿伦尼乌斯的定义,这是酸碱反应吗?gydF4y2Ba
不。gydF4y2Ba 是一种酸,但没有碱度形成gydF4y2Ba .gydF4y2Ba
根据Brønsted-Lowry的定义,这是酸碱反应吗?gydF4y2Ba
是的。有两个共轭酸碱对:gydF4y2Ba 氨,gydF4y2Ba ,是一种基础,因为它是接受质子以形成其共轭酸,铵离子gydF4y2Ba .gydF4y2Ba另一个反应物,gydF4y2Ba ,既是阿伦尼乌斯酸又是Brønsted-Lowry酸。它的共轭碱是gydF4y2Ba .gydF4y2Ba
的gydF4y2Ba刘易斯定义gydF4y2Ba与Brønsted-Lowry的定义差不多在同一时间发表的。它与Brønsted-Lowry的定义非常相似,除了刘易斯的定义是基于电子而不是质子的运动。路易斯酸接受一个电子对。路易斯碱提供了一个电子对。刘易斯定义是酸和碱最具包容性的定义。gydF4y2Ba
有不是路易斯酸的Brønsted-Lowry酸吗?gydF4y2Ba
不。每一种Brønsted-Lowry酸(一种捐赠gydF4y2Ba )还符合路易斯酸的定义(一种接受电子的物种)。同样,所有Brønsted-Lowry碱都是Lewis基础。gydF4y2Ba
有没有路易斯酸不是Brønsted-Lowry酸?gydF4y2Ba
是的。gydF4y2Ba 和gydF4y2Ba 是可以接受电子的物种的两个例子,但没有质子(gydF4y2Ba )在反应期间捐赠。gydF4y2Ba
的gydF4y2BaUsanovichgydF4y2Ba理论是由于几个因素的最少使用的,因此对解释涉及Oxirreduçao的酸碱反应非常重要。最低型俄罗斯化学家声称gydF4y2Ba酸gydF4y2Ba以及可以捐赠电子,接收阴离子和捐赠质子的任何化合物gydF4y2Ba基地gydF4y2Ba任何能接收电子的化合物都能接收阳离子和质子。gydF4y2Ba
离子gydF4y2Ba
而酸解的产物通常写成gydF4y2Ba 因为质子在溶液中过于活跃而不能单独存在。它们与水结合形成gydF4y2Ba水合氢离子gydF4y2Ba.的分离gydF4y2Ba 将更准确地写如下。gydF4y2Ba
判断题:上面的等式相当于写作gydF4y2Ba
真实的。gydF4y2Ba似乎我们得到了一个额外的反应物(水)和产物(氢氧根),但是我们马上就会看到,在整个平衡反应中,这些物质可以被忽略。gydF4y2Ba
判断题:在装有蒸馏水的烧杯中,所有的水分子都以某种形式存在gydF4y2Ba
错误的。gydF4y2Ba纯净水不仅含有gydF4y2Ba .水不断地发生化学反应,其中一个水分子扮演酸的角色,另一个则扮演碱的角色gydF4y2Ba自身溶解液gydF4y2Ba.gydF4y2Ba
浓度gydF4y2Ba 在纯水中近似gydF4y2Ba 每升在室温下摩尔,浓度是浓度gydF4y2Ba .gydF4y2Ba
由于自止哚解溶解是任何水溶液中的恒定过程,因此在简单的酸碱问题中可以忽略(或被认为是单独的反应)。gydF4y2Ba
解离常数和pH值gydF4y2Ba
在土壤、水、工业过程、各种废物、人体和其他地方,氢离子的浓度被密切监测。溶液中的氢离子浓度通常非常小,但可以迅速变化gydF4y2Ba幂数gydF4y2Ba速度。因此,对数标度在量化这些变化方面是有用的。gydF4y2Ba
氢离子浓度测量值为pH,定义为:gydF4y2Ba
类似地,氢氧化物可以在泊尺度上测量。gydF4y2Ba
自体溶解,也叫做gydF4y2Ba自动化gydF4y2Ba,涉及将水解离氢和氢氧化物。以下编写方程式中的等式:gydF4y2Ba
这种反应是一个gydF4y2Ba化学平衡gydF4y2Ba解离常数gydF4y2Bakw.gydF4y2Ba.gydF4y2Ba
重新写成对数形式:gydF4y2Ba
纯水的pH值是多少?gydF4y2Ba
对于解离的每一个摩尔水,产生一个摩尔氢离子,并产生一个摩尔氢氧化物离子。gydF4y2Ba
pH指示剂是改变不同浓度的纳利鎓的颜色的染料。有液体和纸张版本可用,并且可以是卷心菜的pH指示灯gydF4y2Ba自己在家做gydF4y2Ba.有些颜色在特定的pH值下改变一次(例如,当溶液从酸性变成碱性时),而另一些颜色可以显示光谱,测量pH值从1到14。gydF4y2Ba
pH标度有用的一个地方是环境科学。河流含有6到9之间的水,如果河流的pH发生变化,那么衡量它的人不仅知道存在污染物,而且还知道它的想法也是如此。大多数动物及其卵或幼虫只能在某种pH范围内存活。如果河流的pH变化,生态学家可以对哪些动物产生负面影响的良好预测,以及哪些新物种可能进入该地区以取代其位置。gydF4y2Ba
参考gydF4y2Ba
[1]来自https://commons.wikimedia.org/wiki/file:pollutiongydF4y2Ba-gydF4y2Ba损坏的gydF4y2Ba通过gydF4y2Baacid_rain.jpg在Creative Commons许可中进行重用和修改。gydF4y2Ba
[2]来自https://commons.wikimedia.org/wiki/file选择的图像gydF4y2Ba指标gydF4y2BaCapicive Commons许可下的Paper_roll.jpg进行重用和修改。gydF4y2Ba
[3]图片来自https://commons.wikimedia.org/wiki/File:ColoredgydF4y2Ba博士gydF4y2Baindicator_(circle).png下的知识共享许可重用和修改。gydF4y2Ba