酸-碱反应

1884年，瑞典化学家S.Arrhenius提出了在当时已有电解质溶液理论基础上发展起来的较为成熟的酸碱的电离理论。Arrhenius定义的酸是指：在水溶液中电离出的阳离子全部是H的物质就是酸；定义的碱是指：在水溶液中电离出的阴离子全部是OH-的物质就是碱。Arrhenius的酸碱电离理论是基于电解质在水溶液中的电离，是以电离出的H为酸的特征，以电离出的OH-为碱的特征。

那么，酸碱反应的实质是什么呢?从酸的特征为H+和碱的特征为OH-可知，酸碱反应就是含有H的酸和含有OH的碱反应生成H2O和盐的中和反应。正是由于Arrhenius的酸碱电离理论是建立在水溶液之中的电离结果，因此也就限制了该理论的应用。因为，有许多的反应并不在水溶液中进行，他们却表现出酸碱性。如气态的氨与气态的氯化氢反应生成固体氯化铵，根据酸碱电离理论是无法判断这是一个酸（HCI）和碱（NH3）的反应。另外．还有许多的酸、碱之中并不含有H+或OH-，但是，却表现出酸、碱性。例如，上例中的氨（NH3）并无OH-的存在，却表现出碱性，而氯化锌中（ZnCl2）并无H的存在，也表现为酸性。很显然，这样一些问题在Arrhenius的酸碱电离理论中无法得以解决。随后发展了酸碱的质子理论、电子理论等。

质子理论认为：凡是能够给出质子的物质为酸，凡是能够接受质子的物质为碱。例如，HCN、H2PO4、NH4+等都是酸，因为它们都能给出质子；CN-、CI-、NH3、CO3、S2-等都是碱，因为它们都能接受质子。按此定义，一种碱B，接受一个质子后其生成物HB便成为酸；同理，一种酸给出质子后余下部分便成为碱。

（1）酸、碱可以是中性分子、阳离子或阴离子。

（2）酸碱关系是共轭关系，即有酸就有碱，有碱就有酸。知酸便知碱，知碱便知酸。如NH4+—NH3组成了共轭酸碱对。

（3）酸碱具有相对性，如HCO3，既能给出质子，也能接受质子，它即可以是酸，也可以是碱。

按照酸碱质子理论，酸碱反应的本质是质子的转移，例如：

HCl + H2O = H3O+ Cl

酸1碱2 酸2 碱1

Ac+ H2O = HAc + OH

碱1酸2 酸1 碱2

NH4+ H2O = H3O+ NH3

酸1 碱2 酸2 碱1

通过上述酸碱反应我们可以看出或得出这样的结论：酸碱反应的本质是质子的转移。不管是中性分子的离解，还是阳离子、阴离子的水解，都是质子的转移的结果是两个共轭酸碱对共同作用的结果，因此按照Bronsted的酸碱质子理论，不存在“盐”的概念。

在Arrhenius电离理论中，弱酸、弱碱的强弱用它们的离解常数表示。水能区分这些弱酸、弱碱的强度，而对于强酸、强碱，则无法进行分辨。例如，在水中不能用离解常数分辨诸如HClO4、H2SO4、HCl等强酸。在水溶液中，强酸由于完全离解，给出的质子被H2O接受，生成H3O+。它们皆以H3O+形式表现。对于水溶液中的强碱，它们皆以OH-形式表现出来，如果存在更强的碱，将夺取H2O中的H+而产生OH-。因此，在水溶液中不能区分强酸、强碱的强度，水将所有强酸拉平到水平H3O+，而将所有强碱OH-拉平到水平。

在酸碱质子理论中．酸碱反应的一般表达式为

HB1+B2HB2+B1

酸碱反应的类型大致分为如下几种。

① 酸的离解：强酸的离解、弱酸的离解；② 碱的离解；③ 酸碱中和反应；④ 弱酸盐的水解；⑤ 弱碱盐的水解；⑥ 溶剂的质子自递反应：溶剂水的质子自递反应、非水溶剂的质子自递反应；⑦ 非水质子溶剂中的反应：

以上七种类型的反应，不仅概括了水溶液中的酸碱反应类型，而且适用于非水溶剂。在类型⑦中，HCIO4在HAc中部分离解，体系中仍然存在着一定量的HCIO4分子。显然，在HAc溶剂中存在着比H3O+更强的质子酸HCIO4。因此，在不同的溶剂中，同一酸、碱的存在形式

不同。最终导致酸碱反应的产物不同。对于酸碱中和反应，其产物为较弱的酸和较弱的碱，故酸碱质子理论中没有盐的概念，这是酸碱质子理论与Arrhenius电离理论的一个区别。