4.5.3、Gibbs函数与化学平衡
△rG。m能用来判断标准状态下反应的方向。实际应用中反应混合物很少处于相应的标准状态。反应进行时，气体物质的分压和溶液中溶质的浓度均在不断变化中，直至达到平衡，△rGm=0。△rGm不仅与温度有关，而且与系统组成有关。在化学热力学中推导出了△rGm与系统组成间的关系：
称此式为等温方程。式中 是温度为T的非标准状态下反应的Gibbs函数（变）；J为反应熵。
当反应达到平衡时，
根据此式可计算反应的标准平衡常数。将此式代如上式中，得
例题4-9
从上题的计算可以看出，反应熵判据和Gibbs函数（变）判据是一致的。
，
，
，
因此，由实验直接得出的反应熵判据Gibbs函数（变）判据是完全一致的。
判断定温定压处于任意状态下反应进行方向的判据是 。但是从热力学数据表中查到的数据直接计算出△rG。m。在等温方程中， 往往比较小，J对 的影响不十分显著。根据经验，在通常情况下，若 ，往往 。这样就有一个经验的 判据，可用来判断反应方向，
经验的△rG。M判据：
反应多半正向进行
反应多半逆向进行
，必须用 来判断反应方向。
第五章 酸碱平衡
§5.1 酸碱质子理论
酸碱的电离理论（阿累尼乌斯电离理论）：
在水溶液中电离时产生的阳离子全部是H 离子的化合物叫酸；
在水溶液中电离时生成的阴离子全部是OH-离子的化合物叫碱。
氨是碱、氯化氢是酸，这是大家所熟知的。然而它们在苯中并不电离，它们之间却能相互反应生成氯化铵。这样的一些事实电离理论解释不了。1923年丹麦化学家J.N.Bronsted和英国化学家T.M.Lowry同时独立的提出了酸碱质子理论。所以质子理论又称Bronsted-Lowry酸碱理论。
酸碱质子理论：
凡能给出质子的分子或离子称为酸。
例如： HCl→H Cl-
（酸） （碱）
NH4 H NH3
（酸） （碱）
[Fe(H2O)6]3 H [Fe（OH）(H2O)5]2
（酸） （碱）
HSO4- H SO4-
（酸） （碱）
HCl、NH4 、[Fe(H2O)6]3 、HSO4-都能给出质子，它们都是酸。酸可以是分子、阴离子或阳离子。
凡能接受质子的分子或离子称为碱。碱也可以是分子、阴离子和阳离子。例如上述酸水溶液中，Cl-、NH3、[Fe（OH）(H2O)5]2 、SO42-是碱。
质子理论强调酸与碱之间的相互关系，酸给出质子后余下的那部分就是碱，碱接受质子后就变成为酸。酸和碱不是孤立存在的，而是相互联系，酸碱之间的这种依赖关系称为共轭关系。可表示为
酸→ H 碱
式中左边的酸是右边碱的共轭酸，而右边的碱是左边酸的共轭碱，相应的一对酸碱被称为共轭酸碱对。
每一个酸（或碱）要表现出它的酸（或碱）性必须有另一个碱（或）酸同时存在。酸溶液中，溶剂作为碱存在；碱溶液中，溶剂作为酸存在。
酸碱质子理论认为：酸碱解离（电离）反应是质子转移反应。在水溶液中酸碱的电离是质子转移反应。如HF在水溶液中的解离，HF给出H 后，成为其共轭碱F-：而H2O接受H 生成其共轭酸H3O 。实际上HF在水溶液中的解离反应是由给出质子的半反应和接受质子的半反应组成的，每一个酸碱半反应中就有一对共轭酸碱对。可分别以侧标（1）和（2）表示：
反应实质：
HF（aq） H F-（aq）
酸（1） 碱（1）
H （aq） H2O H3O （aq）
） 碱（2） 酸（2）
HF（aq） H2O（l） H3O （aq） F-（aq）
酸（1） 碱（2） 酸（2） 碱（1）
同样，NH3水溶液中的解离反应是由下列两个酸碱半反应组成的：
H2O（l） H OH-（aq）
）NH3（aq） H NH4 （aq）
NH3（aq） H2O（l） OH-（aq） NH4 （aq）
碱（2） 酸（1） 碱（1） 酸（2）
在这里，H2O给出质子而产生OH-，H2O是酸，H2O与OH-是一对共轭酸碱；而NH3接受了H2O给出的质子成为 NH4 ，NH3是碱，NH4 是NH3的共轭酸；NH4 与NH3是一另对共轭酸碱。
由此看出，H2O在一定条件下是质子给予体，在另一条件下是质子接受体。这种既能给出质子，又能接受质子的物质被称为两性物质。H2O就是两性物质之一。再如HCO3-、 NH3 、HSO4-也是两性物质。
盐类水解反应实际上也是离子酸碱的质子转移反应。例如，NaAc的水解反应：
Ac- H2O OH- （aq） HAc
碱（1） 酸（2） 碱（2） 酸（1）
Ac-与H2O之间发生了质子转移反应。Cl-接受质子的能力极差，在稀的水溶液中，它实际上 不参与酸碱反应。又如NH4Cl水解：
NH4 H2O H3O NH3
酸（1） 碱（2） 酸（2） 碱（1）
NH4 与H2O之间也发生了质子转移反应。
酸碱中和反应是质子转移反应。可自行举例说明。
质子理论不仅使用于水溶液中的酸碱反应，同样使用于气相和非水溶液中的酸碱反应。如HCl与NH3的反应，无论在水溶液中，还是在气相中或苯溶液中，其实质都是质子转移反应，最终生成NH4Cl。因此均可表示为：
HCl NH3 ＝ NH4 Cl-
酸（1） 碱（2） 酸（2） 碱（1）
液氨是常见的非水溶剂，液氨的自身解离反应也是质子转移反应：
NH3（l） NH3（l）＝ NH4 （am） NH2-（am）
酸（1） 碱（2） 酸（2） 碱（1）
同水一样，液氨作为溶剂时，它也是两性物质，NH3的共轭酸是NH4 ，NH3的共轭碱是NH2-，液氨中NH4 和NH2-的许多化学反应类似于H3O 和OH-在水中的反应。例如：
NH4Cl NaNH2 ＝NH3 NaCl（液氨中）
HCl NaOH＝H2O NaCl（水中）
在液氨与水中发生的中和反应都是质子转移反应。
酸碱质子理论扩大酸和碱的范畴，使人们加深了对酸碱的认识，但是，质子理论也有局限性，它只限于质子的给予和接受，对于无质子的反应就无能为力了。
