Оглавление:
Протолитическая теория кислот и оснований Бренстеда-Лоури
- Протокол теории кислот и Бренстеда-Луури Понятие «кислота» и «основание» в процессе развития химической науки сильно изменилось и остается одной из основных проблем химии. Согласно теории Аррениуса-Оствальда, кислота представляет собой электрически нейтральное вещество, которое при растворении в воде диссоциирует с образованием ионов водорода Н +, а основание диссоциирует с образованием ионов ОН.
- Многие водные растворы и неводные растворы, например, ионы, содержащие ионы водорода, не могли быть обнаружены с помощью HCl в растворе бензола. Водород металла, растворенный в этом растворе из-за выделения газа, кислотно-основного индикатора, находился под действием кислоты и т. Д. Например, слабые кислые соли в водном растворе показали основные свойства (NaClO3, KCN, Na3PO <и т. Д.), А соли многоосновных кислот часто действовали как кислоты (NaH ^ PO ^, KHSO4 и т. Д.). , ).
Цвет изменился таким же образом, то есть раствор показал кислотные свойства, несмотря на отсутствие ионов водорода. Людмила Фирмаль
Более общей теорией кислот и оснований была теория грубого камня Бронстеда Роли (1923). В теории протолиза кислотой называют вещество, которое может дать протон другому веществу, а основание — это вещество, которое может принять протон. Это определение значительно расширило круг веществ, называемых кислотами.
Частицы, такие как NH + и HSOr, также начинают происходить из кислот, и все реакции кислотно-основных взаимодействий в соответствии с этой теорией, такие как SO3 ~, PrO;, находятся в обратимом протонном переносе от кислоты к основанию. При этом образуется пара новых частиц, одна из которых снова высвобождает протоны, а другая связывает протоны.
Таким образом, кислота находится в равновесии с сопряженным основанием, а основание находится в равновесии с сбалансированной кислотой. ON + IN HB «* + A» Кислотно-основной конъюгат Кислотно-щелочной Пример: HCN + OH NON + CN » Кислотно-основной конъюгат Кислотно-щелочной Соединения, которые являются кислотами или основаниями, называются амфифильными или амфотерными электролитами.
Амфотерные электролиты — это, например, вода, потому что они могут удалять протоны и освобождать их. То же самое относится ко многим продуктам ступенчатой диссоциации многоосновных кислот, таким как NROS и НШОГ, которые могут быть присоединены с протонами. Существенным преимуществом теории протолиза является включение эффектов растворителя в процесс взаимодействия кислоты с основанием.
Диссоциация кислоты ГА в сольв растворителе может быть представлена на схеме ON + Solv = HSolv * + A Solv «(3.1) Константа этого равновесия на _ tfHSo1v ‘*’ << ASoU ~ ‘ Из-за знаменательного фактора a $ 0 | V он отличается от обычного выражения константы диссоциации кислоты. Учитывая диссоциацию различных кислот в одном растворителе, этот фактор обычно включается в константу, поскольку он остается одинаковым для всех систем.
- Однако при исследовании кислотной диссоциации в разных растворителях активность растворителя независимо важна. Состояние равновесия (3.1) зависит как от способности кислоты давать протоны, так и от способности растворителя принимать протоны. Чтобы охарактеризовать эти характеристики HA и Solv, были выбраны виртуальные среды с бесконечно большими диэлектрическими постоянными.
Способность кислот к расщеплению протонов по схеме. ON ** H ^ + A ‘ Эта среда характеризуется константой диссоциации / SND. Способность диссоциировать кислоту HSolv + HSolv4 H ++ решить Константа диссоциации / Cn $ oi +. Константа равновесия (3.1) имеет вид _ _ AMSolv’1 tfASulv _ ^ ON {/ o l \ HASolv ——— JP-G «/ Solv. IO.Z)
Виртуальные константы Kna и / Chsou называются внутренними кислотными константами кислоты. Людмила Фирмаль
Где / soiv рассматривает переход от виртуальной среды с бесконечно большой диэлектрической проницаемостью к определенному растворителю Solv. Подставляя логарифм (3.2) и теоретическую формулу / sov, получаем основное уравнение теории протолиза. Где е — заряд электронов. -Константа Авогадро; R — универсальная газовая постоянная. Т это температура. е — диэлектрическая проницаемость.
g — заряд частицы. g — радиус Если первая кислота не имеет заряда (например, HF в водном растворе), gNA = 0; * H & olv + = »I и уравнение (3.3) имеет вид Соотношение (3.4) принимает следующий вид при условии приближенного уравнения rA-> rSolv. ПХСО + -7-. (3.5) Где А и В — постоянные.
Связь между кислотой / кислотой и обратной диэлектрической проницаемостью растворителя была установлена экспериментально до появления теории Бренстеда-Лорри, в принципе теории Кабулькова-Нернста-Томсена. Уравнение (3.5) Линейная зависимость p / C от 1 / e обычно наблюдается только для ряда растворителей схожего химического состава (например, для ряда спиртов).
Другие теории кислот и оснований также были разработаны. Теория систем растворителей, электронная теория Льюиса, теория Усанова и др. А. Большой вклад в развитие теории и практического применения кислотно-основных реакций. И. Шатенштейн, Н. А. Измайлов и другие отечественные ученые.
Смотрите также:
Решение задач по аналитической химии
