第三章 酸碱和溶剂化学课件.ppt

软硬酸碱反应规则的理论解释 软硬酸碱原理的应用 作业 3.2 溶剂化学 3.2.1 (非水)质子溶剂 某些溶剂同水一样，也能自身电离放出质子生成去质 子后的溶剂阴阳离子。 H2O＋H2O H3O＋＋OH－ EtOH＋EtOH EtOH2＋＋EtO－ HF＋2HF H2F＋＋HF2－ H2SO4＋H2SO4 H3SO4＋＋HSO4－ 显然Brosted－Lowry的定义也适合这些溶剂。因此可 将这种溶剂称为质子溶剂。质子溶剂有一个显著的特 点,就是他们的分子中都含有H,在一定的条件下可以作 为质子给予体。 ● 酸性(非水)质子溶剂 如 H2SO4、HF、HAC、 HCOOH ① H2SO4(自电离) 2H2SO4 → H3SO4＋ ＋ HSO4－ K＝3×10－4 (溶剂的特征阳离子) (溶剂的特征阴离子) H2SO4容易给出质子，是一个酸性很强的质子溶剂。 常见的有：● 酸性质子溶剂 ● 碱性质子溶剂 ● 类水两性溶剂 按照质子转移机理： B(碱)＋HB’(质子溶剂) → HB＋ ＋ B’－ (溶剂的特征阴离子) 一种物种(如B)能使溶剂失去质子成为特征溶剂阴离子, 这样的物种无容置疑一定是碱。 水、乙醇、胺都能使H2SO4失去质子生成其特征阴离子HSO4－, 所以水、乙醇、胺在H2SO4中均为碱。 H2O ＋ H2SO4 → H3O＋ ＋ HSO4－ EtOH ＋ 2 H2SO4 → EtHSO4 ＋ H3O＋＋HSO4－ CO(NH2)2 ＋ H2SO4 → H2NCONH3＋ ＋ HSO4－ 在水中，HAc是弱酸，HNO3是强酸，而在H2SO4中，二者均显示碱性。 HAc ＋ H2SO4 CH3CO2H2＋ ＋ HSO4－ HNO3＋ 2 H2SO4 → NO2＋＋H3O＋ ＋ 2HSO4－ 如，HClO4在水中为非常强的酸，在H2SO4溶剂中能使H2SO4结合质子成为H2SO4溶剂的特征阳离子H3SO4＋，所以仍为酸，不过，其酸性较弱。 HClO4＋H2SO4 ClO4－ ＋ H3SO4＋ (H2SO4的特征阳离子) 根据 HA＋HB’(质子溶剂) → A－＋ H2B’＋ (溶剂特征阳离子) 一种物种(如HA)能使溶剂结合质子成为特征溶剂阳离子，则该物种无疑一定是酸。 可见，H2SO4是一个强酸性的质子溶剂。其自电离常数很大，容易给出质子，一些平常在水溶剂中不显碱性的物质在硫酸中能从硫酸夺得质子而显示碱性。不仅如此，平常在水溶剂中呈弱酸性的HAc，在H2SO4中也显示碱性，而在水溶液中为强酸的HClO4在硫酸介质中只呈现弱酸性。 ② 液态HF 另一个很有用的酸性(非水)质子溶剂是HF。 3HF H2F＋ ＋ HF2－ K＝2×10－12 (溶剂特征阳离子) (溶剂特征阴离子) (不能写成 2HF H2F＋＋F－,因为F－易与HF生成氢键而缔合) H2O在HF中也表现为碱性： H2O＋2HF H3O＋＋HF2－ (溶剂特征阴离子) ③ 醋酸 另