4.2 酸碱平衡--天然水系中的化学平衡(2)

　　从酸碱质子理论看来，任何酸碱反应，如电离、中和、水解等都是两个共轭酸碱对之间的质子传递反应。水体中的水分子在这些过程中经常充当质子转移的中间介质。

　　4.2.2.2酸和碱的种类

　　表4-4列举了按质子论定义的常见酸和碱。由表可见，不但一般分子可以成为酸或碱，各种正离子和负离子也可以成为酸或碱。

　　

　　有机酸碱大多是分子态化合物。作为质子给体（酸）的有酸、酚、醇、腈、酰胺等类化合物，作为质子受体（碱）的有醚、酯、酮、叔胺等类化合物。

　　4.2.2.3酸和碱的强度

　　酸和碱的强度分别用酸电离常数K_a和碱电离常数K_b表示。相应地有

　　以上K_a、K_b表达式中已将[H₂O]浓度项分别并入K_a和K_b，这是因为水在体系中过量存在，它的浓度没有发生显著变化。还应指出，准确的K_a或K_b应由活度来计算，但在非常稀的溶液中基本上可用浓度来代替。由（4-17）和（4-18）式可见，酸和碱的强度都是相对于水的共轭体系（H₃O -H₂O）和（H₂O-OH^-）来衡量的。

　　为了使用方便，一般将K_a、K_b分别转写为pK_a、pK_b：

pK_a=-lgK_a

pK_b=-lgK_b

　　K_a数值越大或pK_a数值越小，则形态为HA的酸越强。HIO₃的pK_a=0.8，一般定pK_a＜0.8者为强酸。K_b数值越大或pK_b数值越小，则形态为A^-的碱越强。H₂SiO₄2-的pK_b=1.4，一般定pK_b＜1.4者为强碱。

　　对于共轭酸碱HA和A^-来说，将（4-17）、（4-18）两反应方程相联，得

K_a·K_b=[H₃O ][OH^-] （4-19）

　　两者之积称为水的离子积K_w，在25℃时

K_w=K_a·K_b=10^-14.00

或pK_a pK_b=14.00

　　上式表明，共轭体系中的酸越强，则其共轭碱越弱，否则反然。以下列举一些共轭酸碱对及它们的强度次序（另见附录五、六）

　　K_a 强酸弱碱 K_b　　55.4 H₃O H₂O H 1.8×10^-16　　1.2×10^-2 HSO₄-SO₄^2- H 8.7×10^-13

　　1.3×10^-5 CH₃COOHCH

加载更多内容...