Brønsted-Lowry酸碱理论(或Bronsted-Lowry理论)根据物种是否接受或捐赠质子或H+来确定强酸和弱酸和弱碱。根据该理论,酸和碱相互反应,使酸形成共轭碱,碱通过交换质子形成共轭酸。该理论由约翰内斯·尼古拉斯·布伦斯特德和托马斯·马丁·洛里于1923年独立提出。
从本质上讲,勃朗斯特-洛瑞酸碱理论是阿累尼乌斯酸碱理论的一般形式。根据Arrhenius理论,Arrhenius酸可以增加水溶液中氢离子(H+)的浓度,而Arrhenius碱是可以增加水中氢离子(OH-)浓度的物质。阿累尼乌斯理论是有限的,因为它只识别水中的酸碱反应。Bronsted-Lowry理论是一个更具包容性的定义,能够描述更广泛条件下的酸碱行为。无论溶剂是什么,只要质子从一种反应物转移到另一种反应物,就会发生Bronsted-Lowry酸碱反应。
与Arrhenius酸碱不同,Bronsted-Lowry酸碱对可以在水溶液中不发生反应而形成。例如,氨和氯化氢可根据以下反应反应形成固体氯化铵:
NH3(g)+HCl(g)→ 氯化铵(s)
在这个反应中,布朗斯特劳里酸是HCl,因为它向布朗斯特劳里碱NH3提供氢(质子)。由于该反应不发生在水中,并且由于反应物均未形成H+或OH-,因此根据Arrhenius定义,这将不是酸碱反应。
对于盐酸和水之间的反应,很容易识别共轭酸碱对:
盐酸(aq)+H2O(l)→ H3O++Cl-(aq)
盐酸是布朗斯特劳里酸,而水是布朗斯特劳里碱。盐酸的共轭碱是氯离子,而水的共轭酸是氢离子。
当被要求确定化学反应是强酸或强碱还是弱酸或强碱时,查看反应物和产物之间的箭头会有所帮助。强酸或强碱完全分解成离子,反应完成后不留下未分解的离子。箭头通常从左向右。
另一方面,弱酸和弱碱不会完全解离,因此反应箭头同时指向左侧和右侧。这表明建立了一种动态平衡,其中弱酸或弱碱及其解离形式均存在于溶液中。
例如,如果弱酸乙酸在水中分解形成离子和乙酸离子:
CH3COOH(aq)+H2O(l)⇌ H3O+(aq)+CH3COO-(aq)
实际上,你可能会被要求写一个反应,而不是让别人给你。记住强酸和强碱的简短列表是个好主意。其他能够进行质子转移的物种是弱酸和弱碱。
一些化合物可以作为弱酸或弱碱,这取决于具体情况。磷酸氢HPO42-就是一个例子,它可以在水中充当酸或碱。当可能发生不同的反应时,平衡常数和pH值用于确定反应的进行方式。
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