各位同學 還記得阿瑞尼斯的酸鹼理論嗎？ 阿瑞尼斯酸鹼理論的根基為解離說 阿瑞尼斯提出當物質溶於水後 可解離出氫離子者為酸 溶於水能解離出氫氧根離子者為鹼 當氫離子與氫氧根離子在水中相遇 就發生酸鹼中和 但中和反應只能發生在水溶液當中嗎？ 在非水相的環境中就不會發生酸鹼反應嗎？ 1923年由丹麥科學家布忍斯特與英國科學家洛瑞 不約而同提出相似的酸鹼理論 這個酸鹼理論可以解釋並描述在非水溶液中的酸鹼反應 我們也使用這兩位科學家的名字替該理論命名 稱為布忍斯特-洛瑞酸鹼理論 簡稱為布-洛酸鹼理論或布-洛學說 那什麼是布-洛酸鹼理論呢？ 根據布-洛學說的描述 酸所扮演的角色為提供質子 鹼所扮演的角色為接受質子 以氯化氫氣體溶於水中形成鹽酸為例 阿瑞尼斯學說認為 氯化氫在水中可解離出氫離子 故為阿瑞尼斯酸 若以布-洛學說來看 當氯化氫氣體溶於水中後 會將質子轉移給水分子 形成「鋞離子」 氯化氫因為提供質子 稱為布-洛酸 而水則是接收質子 故為布-洛鹼 另一個例子則是氨氣溶於水後形成氨水 由阿瑞尼斯學說來看 氨氣在水中可解離出氫氧根離子 故為阿瑞尼斯鹼 但以布-洛學說而言 氨分子接受了水解離出的質子 成為銨根離子 所以氨分子為布-洛鹼 而水則因為提供質子 故為布洛-酸 你是否注意到 同樣都是水分子 在氯化氫溶於水的反應中扮演「布-洛鹼」的角色 但在氨氣溶於水的反應中 則扮演了「布-洛酸」的角色 在布-洛酸鹼理論中 我們將這種在不同情況下 可扮演酸、亦可扮演鹼的分子稱之為「兩性物質」 另外 由於這兩個學說對於酸鹼反應的描述角度不同 因此會產生不一樣的敘述方式 在阿瑞尼斯理論中 水的解離度非常低 所以是一個弱電解質 且因為水中氫離子濃度等於氫氧根離子濃度 所以水為中性物質 但在布-洛學說中 水解離的反應如畫面所示 也就是說其中有一個水分子提供質子 為布-洛酸 另外一個水分子則扮演布-洛鹼的角色 接收質子 因為阿瑞尼斯酸鹼理論著重於氫離子與氫氧根離子的產生 而「布-洛酸鹼理論」則是在探討質子轉移的現象 所以兩者對同一反應的描述就會有差異 不過兩者也會有相似的地方 再回來看看氨氣溶於水的反應 如前面所說 氨分子接受質子後形成銨根離子 所以氨分子為布-洛鹼 但因其為可逆反應 也就是銨根離子亦可失去質子變回氨氣 此時銨根離子則扮演提供質子的角色 故為布-洛酸 我們將銨根離子與氨分子兩者稱為共軛酸鹼對 其中銨根離子為氨分子的共軛酸 氨分子則為銨根離子的共軛鹼 同樣地 水分子與氫氧根離子為共軛酸鹼對 水分子為氫氧根離子的共軛酸 氫氧根離子則為水分子的共軛鹼 同學們是否發現共軛酸鹼對的秘密呢？ 其實就是共軛酸鹼對之間 會相差一個質子 因此氨分子與銨根離子為共軛酸鹼對、 水分子與氫氧根離子為共軛酸鹼對 所以我們可以知道 水分子與鋞離子亦為共軛酸鹼對 那鋞離子與氫氧根離子是否為共軛酸鹼對？ 當然不是囉 這是因為鋞離子失去一個質子後會變為水分子 並不會變為氫氧根離子 所以鋞離子與氫氧根離子不是共軛酸鹼對 另外阿瑞尼斯的酸鹼理論中談到 如果酸的解離度為百分之百者稱為強酸 無法百分之百解離者則稱為弱酸 所以氫氯酸為強酸 醋酸為弱酸 在布-洛學說中則會這樣解釋說明 在鹽酸水溶液中 氯化氫分子與氯離子為共軛酸鹼對 水分子與鋞離子為共軛酸鹼對 因反應趨於向右完全反應 所以我們可推知氯化氫分子失去質子的能力會比鋞離子強 也就是氯化氫分子的酸性大於鋞離子 若由鹼的角度來看 因反應趨於向右完全反應 所以水分子接收質子的能力會比氯離子強 因此水分子的鹼性大於氯離子 我們可做出以下結論 共軛酸的酸性越強 則共軛鹼的鹼性就越弱 換句話說 共軛鹼的鹼性越強 共軛酸的酸性就越弱 下列有關布-洛酸鹼理論的敘述 哪些正確？ 請將正確的圈選出來 並將錯誤之處修正 A、E選項的敘述是對的 B 可提供質子者 亦可能接收質子 其水溶液不一定為酸性 例如 碳酸氫鈉中的碳酸氫根離子可作為布-洛酸 但其水溶液為鹼性 C 布-洛酸鹼理論較為廣義 可解釋水溶液中的酸鹼中和反應 D 次磷酸根離子無法再解離出氫離子 故非布-洛酸 讓我們來總結一下這支影片的學習內容 首先 我們複習了阿瑞尼斯酸鹼理論 知道溶於水後可解離出氫離子者為酸 溶於水可解離出氫氧根離子者為鹼 接著我們介紹了布-洛酸鹼理論 其中布-洛酸為質子予體 而布-洛鹼則為質子受體 有些物質可扮演酸亦可扮演鹼 我們稱之為「兩性物質」 最後我們得到一個重要的結論 那就是強酸的共軛鹼會是弱鹼 而弱酸的共軛鹼則會是強鹼 同學們 這一個單元 你是否都學會了呢？ 歡迎在影片下方留言區告訴我們你的心得 我們下次見