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酸碱质子理论
brønsted-Lowry theory of acids and bases
定义:由丹麦科学家布朗斯特和英国科学家劳里提出的一种酸碱理论。该理论以物质对质子的授受为依据来划分酸碱,认为给出质子的物质为酸,或称布朗斯特酸,接受质子的物质为碱,或称布朗斯特碱。酸碱不仅可以是分子,也可以是离子;不仅存在于水溶液中,也可扩展到非水溶液和气相。
学科:化学_无机化学_元素及无机化学
相关名词:酸碱反应 共轭酸 共轭碱 水解 电离
【延伸阅读】
19世纪末,阿累尼乌斯提出了酸碱离子理论。该理论认为,酸是在水溶液中产生氢离子(H+)的物质,碱是产生氢氧根离子(OH-)的物质。然而,这一理论存在局限性,主要适用于强电解质,对于弱电解质和无水溶剂中的酸碱反应则解释不足。1923年,丹麦化学家布朗斯特和英国化学家劳里分别独立提出了酸碱质子理论。这一理论的诞生,是对传统酸碱离子理论的补充和发展,更加全面地解释了酸碱反应的本质,是酸碱理论发展史上的一大里程碑。
酸碱质子理论认为,凡是能够给出质子(H+)的物质都是酸,凡是能够接受质子的物质都是碱。由此看出,酸碱的范围不局限于电中性的分子或离子化合物,带电的离子也可称为“酸”或“碱”。若某物质既能给出质子,也能接受质子,那么它既是酸,又是碱,被称为“酸碱两性物质”。通常将该理论中的“酸”称作“质子酸”,该理论中的“碱”称为“质子碱”。
酸(HA)和碱(A-)之间存在以下关系:
HA=H++A-
上式中的酸碱称为共轭酸碱对,酸给出质子后形成的物质称为该酸的共轭碱,碱接受质子后形成的物质称为该碱的共轭酸。这个式子表明,酸和碱是相互依赖的,揭示了酸碱之间的内在联系和转化规律。一种物质是酸还是碱,由它在酸碱反应中的作用而定。例如,HCO3-与NaOH反应时放出质子,此时它是一种酸;HCO3-与HCl反应时,接受质子,则是一种碱。由此可见,酸和碱的概念具有相对性。
应用酸碱质子理论,可以解释酸碱反应的实质就是质子在酸碱之间的传递,不仅适用于水溶液中的反应体系,也适用于气相中的反应。酸碱质子理论还有助于理解酸碱的强度,在同种溶剂中,给出质子能力强的酸是强酸,接受质子能力强的碱是强碱,反之则为弱酸和弱碱。在水溶液中,酸碱的电离和水解过程也可以看作是质子传递的反应。强酸在水中完全电离出质子和共轭碱,弱酸则部分电离出质子和共轭碱。同样地,碱在水中接受质子形成共轭酸。盐类的水解反应也是离子酸碱之间的质子传递过程。