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- 上集中 我們已經學過
- 如果你把水放著不管
- 它就會解離
- 嗯……
- 這裡有兩個水分子
- 很有可能…
- 而且它處於平衡狀態
- 其中1個水裏的1個氫脫離分子
- 和另一個水分子結合
- 所以就會得到1個鋞離子(H3O+)
- 這是個離子 因爲它多了1個氫
- 所以我在這裡寫1個正電荷
- 很顯然的 前面講的
- 都是在溶液中進行的
- 這裡全部都可以標充填水溶液
- 即aq 可以寫上aq
- 這很淺顯
- 當然 水也是溶液
- 它明顯可以溶解到水中
- 然後再加上1個氫氧根離子(OH-)
- 這是水分子在失去1個氫原子
- 或者說1個質子形成的
- 因爲我們都清楚1個氫原子…
- 或者至少可以說1個氫離子…
- 如果氫原子失去1個電子
- 剩下的就是1個質子了
- 那也發生在水溶液中
- 我們知道人們真正關心的是…
- 我們學過
- 這個反應的平衡常數
- 我們也知道 人們真正關心的是
- 這個的濃度
- 是鋞離子的濃度
- 我再寫一遍
- 我在上集中講過這個問題
- 但是有時同一個離子化反應
- 也可以這樣寫
- H2O 自身水解
- 生成1個水溶液中的氫離子(H+)
- 加上1個水溶液中的氫氧根陰離子(OH-)
- 或者說負離子
- 它們是一樣的
- 我這麽寫是
- 因爲這個才是實際狀態
- 實際上不會有
- 這些質子獨立存在
- 其實它們是粘到了另一個水分子上
- 形成了1個鋞離子
- 但它們實際上是同一個概念
- 我們上集學過
- 濃度才是關鍵所在…
- 你可以隨便挑一個寫
- 一般情況下他們都會寫這邊這個
- 所以實際上人們關心的是
- 這個氫離子的濃度
- 上一次我們說過
- 純水在25°C時
- 也就是室溫
- 我寫下來吧 在25°C
- 氫質子的濃度…
- 因爲其實他們實際上是個質子
- 或者說氫離子
- 是10的負7次方莫耳每升\N【譯者注：1molar=1mol/L】
- 然後我們就要說了 喂 化學家們 不管怎麽樣
- 我就是不喜歡用負指數
- 所以他們就把pH定義爲
- 以10爲底的氫離子濃度的負對數
- 當然 純水中就等於
- 25°C時 這等於7
- 不錯
- 可能你就要想了
- 如果人們不嫌麻煩
- 弄出了pH這個東西
- 還說它是個負對數
- 他們一定是十分在意
- 水中氫的濃度是多少
- 這確實很重要…
- 在整個的…
- 尤其是在生物科學領域中…
- 其實任何時候
- 人們都在意這個或那個的pH
- 我上集中肯定提過
- pH平衡化妝品
- 如果化妝品的pH值和皮膚的不同
- 就可能對你的皮膚不好
- 我也不知道這可不可靠
- 但是我想這是它背後的理論
- 然後世界上明顯有東西
- 可以改變氫離子濃度
- 改變這個濃度
- 所以在我們學勒夏特列原理的時候
- 解釋過 嗯
- 可能如果我們往這邊多加點氫
- 就會改變平衡
- 這個濃度就會變大
- 所以氫的濃度就會變大
- 我想如果在另一邊多加點氫氧根離子
- 那麽OH-的濃度就會變大
- 可能氫離子的濃度就減小了
- 所以如果你真的對反應中的
- 産生這些變化的東西感興趣
- 你可能就想給他們取個名字
- 他們的名字就是酸和堿
- 我肯定你以前都聽說過
- 我把它們都寫下來
- 酸和堿
- 現在
- 把你日常的酸堿概念再變複雜一點
- 實際上酸的定義非常多
- 堿的也不少
- 它們所指的物質
- 種類變的越來越廣了
- 最經常
- 用到的定義…
- 當別人提到酸的時候
- 我總是先想到…
- 就是如果把它放到水中
- 氫的濃度就會變大
- 堿就是
- 可以水中增加氫氧根濃度的物質
- 你可能見到的定義中
- 90%都是這樣的…
- 尤其是在你的頭一年的化學課
- 這個被稱作爲阿倫尼烏斯酸和阿倫尼烏斯堿
- 我希望我沒拼錯
- 你們可不要
- 以詞取人
- 你應該去查查詞典
- 因爲顯然我不是拼寫高手
- 阿倫尼烏斯
- 阿倫尼烏斯 裏面有個h
- 這就是阿倫尼烏斯酸 阿倫尼烏斯堿
- 我舉個例子
- 如果我取一些氫氯酸…
- 它其實就叫氫氯酸
- 但是你也可以說氯化氫…
- 水溶液狀態
- 它實際上會完全遊離
- 這不是個平衡方程
- 所以我用這個非常漂亮的…
- 用個醒目一點的顏色吧
- 這個漂亮的單向箭頭說明
- 這個不是那種理論抽象的
- 可逆反應
- 這是個強酸
- 它在水中完全遊離成…
- 我用另一個顏色來表示氫
- 它在水中完全遊離成
- 氫離子(H+)
- 水溶液(aq)
- 還有一個氯
- 而且是氯陰離子(Cl-)
- 在水溶液裏(aq)
- 它們就在裏面漂浮著 那麽你可以想象
- 如果你在水中放1個氯化氫
- 就會
- 提高整體的氫的含量
- 同樣的反應
- 也可以這樣寫
- 只是爲了突出多重點
- 氯化氫水溶液(HCl, aq)
- 你也可以說加上…
- 我換個顏色
- 加充填水H2O
- 這是一個單向反應
- 然後就會得到 我覺得你應該明白了
- 顯然它們不是都…
- H3O 顏色太深了
- H3O+…
- 它把氫質子給了水
- 然後加上氯離子(Cl-)
- 也是在水溶液中
- 這些酸都是完全遊離的…
- 在以後的影片中 我們就會講到
- 模糊一點的反應
- 它們不完全遊離
- 這些可以完全遊離的酸
- 被稱爲強酸
- “強”在化學中
- 不一定是褒義詞
- 它的確切意思是…
- 如果有人說強酸
- 他指的是可以在水中完全遊離的酸
- 這是個不可逆反應
- 在所有的強酸中…
- 你可能已經
- 根據它們的化學結構猜到了
- 氫氯酸就是其中之一
- 溴化氫也是
- 又一個強酸
- 碘化氫
- 還有硝酸
- 我好像在前面提到過…
- 所有這些 當你把它們放到水中的時候
- 這個小H就跑了
- H和粘上1個水分子就形成鋞離子
- 而這個分子 這種情況下
- 嗯… 有氯…
- 有鹵素的情況
- 而無論剩下的是什麽
- 它們會變成負離子
- 硝酸
- 還有硫酸
- 你可能都聽過這些
- 非常強的酸
- 硫酸然後是磷酸
- 這些都是強酸
- 最好了解一下這些
- 因爲如果它們在化學考試裏出現
- 你就知道 這些可以完全遊離
- 要記住 我們一直用酸這個字
- 酸是什麽意思？
- 而這些是強酸
- 它們完全遊離
- 如果你喜歡阿倫尼烏斯對酸的定義
- 那就是 酸增加氫離子的濃度
- 因爲很顯然當你給它扔到水裏的時候
- 所有的氫都會生成鋞離子
- 這樣它們就會從總體上
- 增加氫離子的濃度
- 這就是它們叫酸的原因
- 所以如果你繼續看強堿這邊
- 根據阿倫尼烏斯的定義
- 堿就是可以在水中生成氫氧根離子
- 或者氫氧根陰離子的物質
- 看一下元素周期表
- 第一主族元素
- 都是鹼金屬元素
- 鹼金屬和氫氧根結合
- 如果放到水中 氫氧根遊離出來
- 那麽…
- 比如锂(Li) 或者鈉(Na)
- 例如這些 這些都是強堿
- 如果我取氫氧化锂溶液
- 它就會完全遊離
- 這裡不存在平衡
- 這是一個強堿
- 它會遊離成什麽捏？
- 這個小小的氫氧根就會遊離
- 這裡是減號
- 還是在水中
- 加上锂離子(Li+)
- 這裡
- 所以它水中會完全遊離
- 鈉也一樣
- 氫氧化鈉也一樣
- 氫氧化鈉溶液(NaOH, aq)
- 不可逆反應
- 就會産生氫氧根和鈉離子
- 所以你可以想象 當你把這些放到水中時
- 這個濃度就會變大
- 就像勒夏特列原理那樣
- 我們說過 如果往這個平衡反應中
- 加入一些其他物質會怎麽樣
- 怎麽加？ 在這種情況下
- 你可以加一種強酸或者強堿
- 現在 前面這些…
- 根據阿倫尼烏斯的定義…
- 酸可以增加氫離子濃度
- 堿增加氫氧根濃度
- 90%你會遇到的情況都是這樣
- 但是也有一個更爲廣泛的酸堿定義
- 但是我不知道正確的…
- 但是我經常說成是布朗斯特
- 如果沒有花哨的字體
- 它是這樣拼的
- 質子酸或者質子堿
- 用個別的字體
- 其實在o上有一個斜線
- 我也不大清楚
- 嗯… 質子酸
- 這些都可以稱作質子酸
- 根據更廣的酸堿定義
- 酸是質子的供體
- 堿是質子的受體
- 然後讓我們把這個定義
- 放到我們所學的大環境中
- 所以根據酸堿質子理論
- 什麽是質子供體？
- 這個氫氯酸是…
- 看看這個反應
- 這個氫氯酸
- 把質子給了水分子 對嗎？
- 氫原子就是個質子
- 這一點必須要記住
- 因爲它有… 是氫離子
- 因爲如果你剝奪了它的電子
- 它又沒有中子
- 它就是1個宇宙中獨立的質子
- 所以這個氫氯酸提供1個質子
- 給水分子形成鋞離子
- 它把質子送人了
- 所以這個也是質子酸
- 就像它也是阿倫尼烏斯酸
- 我們來看看質子堿
- 好啦
- 質子堿就… 質子受體
- 所以這個锂 它和這個氫氧根離子
- 情投意合
- 氫氧根離子遊離了
- 這樣它就變得可有可無了
- 你可以這樣說
- 這個原子帶上正電荷
- 呃… 這個聽上去有點混亂
- 因爲它不像是給了它1個質子
- 你可以這樣想
- 實際上它是給出了電子
- 但是如果你只看最終産品
- 在反應結束之後
- 它有1個正電荷
- 所以你說 好吧 可能那就是質子堿
- 接下來你會說 嗯…
- 爲什麽人們費那麽大勁兒
- 來定義質子堿
- 尤其是所有的阿倫尼烏斯酸堿
- 都屬於質子酸堿
- 這是因爲阿倫尼烏斯一直…
- 這些都是和水有關的
- 所有東西都在水溶液裏
- 我在這裡畫1個質子堿
- 不一定非要是在水溶液中
- 那麽比如這個醋酸…
- 一種醋裏的物質
- 加上氨…
- 不一定非要在水溶液中
- …這樣會發生什麽？
- 這個氫被獻給了氨
- 形成铵離子
- 所以這個帶正電荷 這個帶負電荷
- 它提供了這個質子
- 而阿倫尼烏斯理論沒有講到這個
- 因爲他所講到的
- 僅僅是氫離子和水
- 但是酸堿質子理論這時
- 就能派上用場咯
- 現在最寬泛的定義…
- 雖然這些定義中
- 90%的情況下
- 你只要知道阿倫尼烏斯的定義
- 和酸堿質子理論就夠了
- 我現在要說的東西也存在
- 這就是路易斯酸堿
- 路易斯酸堿理論關心的是電子
- 質子理論關心的是質子
- 所以路易斯理論不說酸是質子供體
- 路易斯說酸是電子受體
- 而堿是電子供體
- 所以把它放到我們
- 目前學過的東西中
- 如果這真的是一個酸
- 它就是電子受體
- 你可以這樣想
- 原來的氫氯酸
- 它把這個原子拿出來
- 或者是說拿出這個質子
- 那麽它就保留了電子
- 所以它就算作是一個電子受體
- 這就有點陷入灰色地帶
- 看起來不像是它奪取了別人的電子
- 但它仍然可以看做是路易斯酸
- 再想想路易斯堿
- 路易斯堿是什麽？
- 它是電子供體 對嘛？
- 所以在這裡
- 路易斯堿是電子供體
- 氫氧化锂 把它放在水中時…
- 有幾種說法
- 你可以說它給出OH-
- 它有2個額外的…
- 這帶負電荷 所以它是電子供體
- 我不喜歡這解釋 這樣有點亂糟糟
- 所以我不是酸堿電子理論的腦殘粉
- 在我看來 還是阿倫尼烏斯的最講得通
- 因爲這是最簡單純粹的理論了
- 能不能産生鋞離子？
- 或者是能不能産生氫氧根離子？
- 不過我還是要提提路易斯酸堿定義
- 它是最廣泛的定義
- 這是一個路易斯堿反應的例子
- 它既不是
- 質子堿也不是阿倫尼烏斯堿
- 因爲這個反應不一定在水中進行
- 這是三氟化硼(BF3)
- 有一個氟陰離子(F-)
- 它有一個負電荷
- 它這裡有一個多的電子
- 在這種情況下 這個氟
- 或者是這個氟離子
- 可以給出2個電子
- 所以我們說這個
- 就是這個
- 發生的反應是
- 它把2個電子
- 給了這個硼的錯合物
- 那麽它是電子供體
- 供體是什麽？
- 這個氟是堿
- 所以這是路易斯堿
- 然後這個電子受體就是路易斯酸
- 這個是路易斯酸
- 知道這些定義是有好處的
- 尤其是你以後就不會對酸堿感到迷惑了
- 但是對於一年級的化學課
- 如果你真的理解了阿倫尼烏斯的定義
- 你就做的非常出色了
- 坦白的說
- 那個是最簡單的定義了
- 因爲它在大多數
- 水的pH值變化的反應中
- 都特別重要
- 因爲那就是酸堿中和
- 尤其是在阿倫尼烏斯酸堿
- 總之 下集見咯
- 下集會算些式子
- 算算酸如何改變pH值