布－洛的酸鹼學說：質子傳移與共軛酸鹼對全攻略 | 莫斯利自然科學

11月1日

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當我們發現沒有氫氧根離子的氨氣溶於水也能展現強烈鹼性，甚至在完全不含水的氣相環境中也能發生酸鹼反應時，傳統只侷限於水溶液的阿瑞尼士學說便顯得力不從心。化學家究竟是如何跨越藩籬，用一場微觀世界的「質子接力賽」重新定義了酸與鹼？

這正是高中選修化學中，最具突破性與廣泛應用價值的核心觀念——布朗士德－勞理酸鹼學說（簡稱布－洛學說）。

選修化學Ⅲ 布－洛的酸鹼學說質子說

選修化學Ⅲ 共軛酸鹼對

一、布－洛酸鹼學說的核心定義與共軛酸鹼對

丹麥化學家布朗士德 (Brønsted) 與英國化學家勞理 (Lowry) 於 1923 年獨立提出全新的酸鹼觀念，將焦點從「解離出離子」轉移到「質子（氫離子 H⁺）的轉移」：

布－洛酸 (Brønsted–Lowry Acid)： 凡是能夠捐贈質子 (H⁺) 的分子或離子，稱為質子施體。
布－洛鹼 (Brønsted–Lowry Base)： 凡是能夠接受質子 (H⁺) 的分子或離子，稱為質子受體（必須具備孤電子對以結合 H⁺）。

在一個酸鹼反應中，當酸失去一個質子後所剩下的部分就成為它的共軛鹼；而鹼接受一個質子後所形成的產物則稱為它的共軛酸：

兩者之間僅差一個氫離子 (H⁺)。
例如在反應：NH₃ + H₂O ⇌ NH₄⁺ + OH⁻ 中：
- NH₃（鹼）與 NH₄⁺（其共軛酸）構成一對共軛酸鹼對。
- H₂O（酸）與 OH⁻（其共軛鹼）構成另一對共軛酸鹼對。

有些分子或離子既可以擔任質子捐贈者（作酸），又可以擔任質子接受者（作鹼），例如水 (H₂O)、碳酸氫根 (HCO₃⁻)、磷酸二氫根 (H₂PO₄⁻) 等，稱為兩性物質。

選修化學Ⅲ 兩性酸鹼物質

布洛的酸鹼學說之必考題型解析

在下列水溶液的可逆反應中： HPO₄²⁻ + H₂O ⇌ H₂PO₄⁻ + OH⁻ 請根據布－洛酸鹼學說，找出反應物與生成物中的共軛酸鹼對：

分析 HPO₄²⁻ 的角色：
- 在正反應中，HPO₄²⁻ 轉變為 H₂PO₄⁻，代表它接受了一個質子 (H⁺)，因此在此反應中 HPO₄²⁻ 扮演鹼的角色。
- 根據定義，鹼接受質子後形成的產物就是它的共軛酸。將 HPO₄²⁻ 加上一個 H⁺ 即為 H₂PO₄⁻。因此，H₂PO₄⁻ 是 HPO₄²⁻ 的共軛酸（反之亦然）。
分析 H₂O 的角色：
- 在正反應中，H₂O 轉變為 OH⁻，代表它捐贈了一個質子 (H⁺)，因此在此反應中 H₂O 扮演酸的角色。
- 酸失去一個質子後剩下的部分即為其共軛鹼。將 H₂O 減去一個 H⁺ 即為 OH⁻。因此，OH⁻ 是 H₂O 的共軛鹼。

突破傳統的重大優勢： 布－洛學說不限定必須在「水溶液」中進行，且成功解釋了如氨 (NH₃) 這種不含氫氧根卻能顯鹼性的原因。
強酸強鹼與其共軛對的強度關係：
- 強酸（如 HCl）解離完全，其共軛鹼（如 Cl⁻）幾乎沒有接受質子的能力，屬於極弱鹼（接近中性）。
- 弱酸（如 CH₃COOH）的共軛鹼（如 CH₃COO⁻）則具有一定的鹼性。
判斷共軛酸鹼對的快易法則： 只要看到兩個化學式僅差一個 H⁺，帶正電（或電荷多 1 價）的為共軛酸，帶負電（或電荷少 1 價）的為共軛鹼。