【2017年整理】化学酸碱理论的历史和发展.doc

化学酸碱理论的历史、发展及应用 作者：李禄平 学院：材料学院 专业：材料成型及控制工程 学号：1120910328 电话 邮箱： HYPERLINK mailto:1653915263@ 1653915263@ 摘要：酸碱是化学这门学科非常重要的组成部分，它的概念的形成却经历了前后三百年的时间，不同的理论对于酸碱有不同的定义，然而最著名的就是酸碱电离理论和酸碱质子理论，经过许多科学家的研究和完善，使得化学界对酸碱的概念的认识有了更加深刻的认识。 关键字：酸碱；盐；酸碱电离理论；酸碱质子理论；酸碱电子理论 一，人们最初对酸碱的认识 酸碱对于化学来说是一个非常重要的部分，在日常生活中，我们接触过很多酸碱盐之类的物质，例如调味用的食醋，它就是一种有机酸（CH3COOH)；建筑上用的熟石灰是一种碱（Ca(OH)2）等等。刚开始人们是根据物质的物理性质来分辨酸碱的。有酸味的物质就归为酸一类；而接触有滑腻感的物质，有苦涩味的物质就归为碱一类；类似于食盐一类的物质就归为盐一类。直到17世纪末期，英国化学家波义耳才跟据实验的理论提出了朴素的酸碱理论： = 1 \* GB4 \* MERGEFORMAT ㈠：只要该物质的水溶液能溶解一些金属，能与碱反应失去原来的性质并且能使石蕊的水溶液变红，那么称它为酸。 = 2 \* GB4 \* MERGEFORMAT ㈡：只要该物质的水溶液有苦涩味，能与酸反应失去原来的性质并且能使石蕊的水溶液变蓝，那么称它为碱。 从我们现在的眼光来看，这个理论明显有很多漏洞，如碳酸氢钠，它符合碱的定义，但是它实际上是一种盐。这个理论主要跟很多盐相混淆。 后来人们又试图从酸碱的元素组成上来加以区分，法国化学家拉瓦锡认为，氧元素是酸不可缺少的元素。然而英国的戴维以盐酸并不含氧的实验事实证明拉瓦锡的理论是错误的。戴维认为氢才是酸的不可或缺的元素，要判断一个物质是不是酸，要看他是否含有氢原子。然而很多盐跟有机物都含有氢原子，显然这个理论过于片面了。德国化学家李比西接着戴维的棒又给出了更科学的解释：所有的算都是含氢化合物，其中的氢原子必须很容易的被金属置换出来，能跟酸反应生成盐的物质则是碱。但是他又无法解释酸的强弱的问题。随着科学的发展，人们又提出了更加科学的解释，使得酸碱理论愈发成熟。 = 2 \* CHINESENUM3 \* MERGEFORMAT 二，酸碱电离理论 1887年瑞典科学家阿伦尼乌斯率先提出了酸碱电离理论。他认为，凡是在水溶液中电离出来的正离子都是氢离子的物质就是酸，凡是在水溶液中电离出来的负离子都是氢氧根离子的物质就是碱。酸碱反应的实质其实就是氢离子跟氢氧根离子的反应。 这个理论能解释很多事实，例如强酸与弱酸在性质上的差别的问题，强酸的水溶液由于能够电离出更多的氢离子从而与金属的反应更为剧烈，呈现的酸性比较强。他还解释了酸碱中和反应的实质，就是氢离子与氢氧根离子的反应。可以说阿伦尼乌斯的酸碱电离理论是酸碱理论发展的一个里程碑，至今仍被人们广泛应用。 酸碱电离理论对酸和碱的定义虽然比较简单，但对于水溶液中呈现酸性或碱性但本身不解离出H+或OH-的物质的定义比较混乱。如将在水溶液中呈碱性的NH3认为是碱，而将同是在水溶液中呈碱性的Na2CO3认为是盐。另外它把酸碱限定在水溶液之中，然而很多物质在非水溶液中不能电离出来氢离子跟氢氧根离子，却也能表现出跟酸碱接近的性质。于是1905年，英国的化学家富兰克林提出来酸碱溶剂理论，他认为凡是能生成与溶剂相同的正离子的物质是酸，凡是能生成与溶剂相同负离子的物质就是碱。这个理论把阿伦尼乌斯的电离理论进一步的扩大了范围。不仅仅限定在水溶液中了。 = 3 \* CHINESENUM3 \* MERGEFORMAT 三，酸碱质子理论（又称质子传递理论） 酸碱电离理论无法解释非电离的溶剂中的酸碱性质。针对这一点，1923年，布朗斯特跟罗瑞分别独立的提出了酸碱质子理论。他们认为，凡是能够给出质子（H+）的物质（分子或离子）叫做酸，凡是能够接收质子（H+）的物质。简单地说，酸是质子的给体，而碱是质子的受体。酸碱质子理论对酸碱的区分只以H+为判据，因此认为NH3和Na2CO3中的CO3-都是碱。酸与碱之间存在如下的对应关系： 酸←→质子+碱 可见, 酸给出质子后生成相应的碱, 而碱结合质子后又生成相应的酸。酸碱之间的这种相互依存，相互转化的关系称为共轭关系。相应的一对酸碱被称为共酸碱对。酸碱反应的实质是两个共酸碱对的结合, 质子从一种酸转移到另一种碱的过程。上式中酸碱称为共轭酸碱对酸碱质子理论很好的说明了NH