表3-3在水溶液中的共轭酸碱对和pKa值(25C) 共轭酸HA pKa (aq) 共轭碱A HO+ 0 H20 HC204 1.23 HC204 H2S03 1.85 HSO HSO 1.99 S042 酸 H.POa 2.16 H,PO 碱 性 HF 3.20 F 性 增 HCOOH 3.75 HCOO 增 4.19 强 HC204 C2042 HAc 4.76 Ac- 强 H2CO; 6.35 HCO; H2S 7.05 HS- HSO; 7.2 S032 H2PO 7.21 HPO2-
表3-3 在水溶液中的共轭酸碱对和pKa值(25ºC) 共轭酸HA pKa(aq) 共轭碱AH3O+ H2C2O4 H2SO3 HSO4 - H3PO4 HF HCOOH HC2O4 - HAc H2CO3 H2S HSO3 - H2PO4 - 0 1.23 1.85 1.99 2.16 3.20 3.75 4.19 4.76 6.35 7.05 7.2 7.21 H2O HC2O4 - HSO3 - SO4 2- H2PO4 - F - HCOOC2O4 2- AcHCO3 - HSSO3 2- HPO4 2- 酸 性 增 强 碱 性 增 强
同理,碱B在水溶液中有下列平衡 B+H2O HB+OH K [HBIIOH-] (6-2) [B] K,为碱度常数(basicity constant)。 (二)K,与K的关系 如:设酸HB的质子传递平衡 HB+H,O→ B+HO+ K,=,0IB1 [HBT
同理,碱 B- 在水溶液中有下列平衡 Kb为碱度常数(basicity constant)。 (二) Ka与 Kb的关系 如:设酸HB的质子传递平衡 [ ] [ ][ ] 3 HB H O B Ka + − = B- + H2O HB + OH - HB+H2O B-+H3O+ [ ] [ ][ ] − − = B HB OH Kb (6-2)
而其共轭碱的质子传递平衡 B+H,O三HB+OH K6= [HBTOH [B] 又因为水溶液中同时存在水的质子自递平衡 H20+H0三OH+H,0+ Kw=[H,O][OH]=1.0×1014 (6-3) 以K、K代入,得:K×K。=H,OB]xBOH=K。 [HB] [B] KaKb=Kw (6-4) 由此可见K,与K成反比关系,说明酸越弱,其共轭碱越强
而其共轭碱的质子传递平衡 [ ] [ ][ ] − − = B HB OH Kb 又因为水溶液中同时存在水的质子自递平衡 以Ka、 Kb代入,得: 由此可见 Ka 与Kb成反比关系,说明酸越弱,其共轭碱越强。 w 3 a b K [B ] [HB][OH ] [HB] [H O ][B ] K K = = − + − − B- +H2O HB+OHH2O + H2O OH- +H3O+ Ka ·Kb = KW (6-4) KW = [H3O+ ][OH- ]=1.0×10-14 (6-3)
例3-4已知NH的K为1.79X105,试求NH4+的Ka。 解:NH4+是NH的共轭酸, K,=-=1.00x10-4 K61.79x105=5.59x10-0 酸度常数K,和碱度常数Kb与电离度的联系与区别: 同:都可以用来比较弱电解质的相对强弱的程度。 异:Ka、Kb是化学平常数的一种形式, a是转化率的一种形式。 Ka、Kb不受浓度的影响,a随浓度的变化而改变。 关系:OX≈ Ka
例3-4 已知NH3的Kb为1.79×10-5,试求NH4 +的 Ka。 解:NH4 +是NH3的共轭酸, 1 0 5 1 4 5.59 10 1.79 10 1.00 10 − − − = = = b w a K K K 酸度常数Ka和碱度常数Kb与电离度a的联系与区别: 同:都可以用来比较弱电解质的相对强弱的程度。 异:Ka、Kb 是化学平衡常数的一种形式, a 是转化率的一种形式。 Ka、Kb 不受浓度的影响, a 随浓度的变化而改变。 c Ka 关系:
物质的酸碱性相对强弱在同一溶剂中决定于各酸 碱的本性。但物质的酸碱性在不同溶剂中“强可变弱, 弱可变强;酸可变碱。碱可变酸” HAC在水中是弱酸,而在液氨中是较强的酸,【 因 为液氨接受质子的能力(碱性)比水接受质子的能力 强,促进了HAC的电离。 HAc NH2 NH++Ac HAC在液态HF中表现为弱碱,因为液态HF分 子给质子能力大于HAC。 HAc+HF①)→ H2Ac+F
物质的酸碱性相对强弱在同一溶剂中决定于各酸 碱的本性。但物质的酸碱性在不同溶剂中“强可变弱, 弱可变强;酸可变碱,碱可变酸” 。 HAc在水中是弱酸,而在液氨中是较强的酸,因 为液氨接受质子的能力(碱性)比水接受质子的能力 强,促进了HAc的电离。 HAc + NH3 NH4 + + AcHAc在液态HF中表现为弱碱,因为液态HF分 子给质子能力大于HAc。 HAc + HF(l) H2Ac+ + F-