概述
本讲座介绍了酸和碱的关键概念，包括它们的定义、酸和碱的类型、强度和解离、pH计算，以及Ka、Kb、pKa和pKb的作用，重点是解决问题所需的基础知识。
酸和碱的定义
- Bronsted-Lowry酸是质子（H⁺）的供体；其碱对应物是质子的受体。
- 共轭酸碱对的关系是酸捐赠质子后变成其共轭碱，而碱接受质子后变成其共轭酸。
- Lewis定义：Lewis酸接受电子对，Lewis碱捐赠电子对。
- Arrhenius定义：酸在水溶液中产生H⁺，碱在溶液中产生或捐赠OH⁻离子。
强酸和弱酸，强碱和弱碱
- 强酸在水中完全解离；常见例子有HCl、HI、HBr、HNO₃、HClO₄、H₂SO₄。
- 强碱也完全解离，包括第1族和第2族金属氢氧化物，如NaOH、KOH、Ca(OH)₂、Ba(OH)₂。
- 弱酸和弱碱仅 部分解离，反应物和产物之间存在平衡。
共轭强度关系
pH和pOH刻度
- pH刻度（0-14）测量酸性（pH<7）、中性（pH=7）和碱性（pH>7）。
- 酸性与[H⁺]浓度相关；碱性与[OH⁻]浓度相关。
- pH = –log₁₀[H⁺]；pOH = –log₁₀[OH⁻]；pH + pOH = 14。
- [H⁺] = 10^(–pH)；[OH⁻] = 10^(–pOH)。
- 每个pH单位代表酸性或碱性变化十倍。
水的自离解和Kw
- 水自离解：2 H₂O ⇌ H₃O⁺ + OH⁻。
- 水的平衡常数（Kw）= [H⁺][OH⁻] = 1.0 × 10⁻¹⁴（25°C）。
- 中性时，[H⁺] = [OH⁻] = 1.0 × 10⁻⁷ M。
Ka、Kb、pKa和pKb
- Ka（酸解离常数）衡量弱酸的强度。
- Kb（碱解离常数）衡量弱碱的强度。
- Ka或Kb越大，酸或碱越强；越小则越弱。
- pKa = –log₁₀(Ka)；pKb = –log₁₀(Kb)；pKa/pKb越低，酸/碱越强。
- Ka × Kb = Kw；pKa + pKb = 14。
缓冲液
- 缓冲液是弱酸及其共轭碱的溶液，能抵抗pH变化。
- 最佳缓冲效果发生在pKa ≈ 目标pH（±1单位内）。
关键术语与定义
- Bronsted-Lowry酸/碱 — 质子供体/质子受体。
- Lewis酸/碱 — 电子对受体/电子对供体。
- Arrhenius酸/碱 — 在水中产生H⁺/产生或捐赠OH⁻。
- 共轭酸/碱 — 酸捐质子或碱受质子后形成的产物。
- 强酸/碱 — 在水中完全解离。
- 弱酸/碱 — 在水中部分解离。
- pH — 氢离子浓度的负对数。
- Ka/Kb — 酸/碱解离常数。
- pKa/pKb — Ka/Kb的负对数。
- Kw — 水的离子积，25°C时为1 × 10⁻¹⁴。
- 缓冲液 — 抵抗快速pH变化的溶液，由弱酸/碱及其共轭物组成。
行动项 / 下一步
- 复习强酸和强碱的pH计算示例。
- 练习识别共轭酸碱对。
- 准备下一课的酸碱计算练习题。