Студопедия

КАТЕГОРИИ:

АстрономияБиологияГеографияДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника


Протолитическая теория кислот и оснований.




Бренстед и Лoури (1923 г.) предложили протолитическую теорию кислот и оснований. Согласно этой теории к кислотам относятся вещества, способные отдавать протоны, а к основаниям – вещества, способные их присоединять. Поскольку отдача протона кислотой – процесс обратимый, то получившийся при этом остаток кислоты может снова присоединить протон и, следовательно, будет основанием. Поэтому с каждой кислотой сопряжено основание, в которое она переходит, теряя протон, например:

кислота   протон   основание
HCL H+ + CL-
NH4+ H+ + NH3
H3O+ H+ + H2O

Все реакции кислотно-основного взаимодействия по этой теории состоят в обратимом перенос протона от кислоты к основанию. В результате такого процесса образуется пара новых частиц, одна из которых способна отдавать протон, а другая его принимать. Таким образом, кислота оказывается в равновесии с сопряженным основанием, а основание – с сопряженной кислотой:

HA + B A- + HB+
Кислота   Основание   Сопряженное основание   Сопряженная кислота

 

СH3COOH + OH- CH3COO- + H2O
Кислота   Основание   Сопряженное основание   Сопряженная кислота

Соединения, которые могут быть как кислотами, так и основаними, называются амфипротными, или амфолитами. К ним относятся вода, продукты ступенчатой диссоциации многоосновных кислот
(HPO42-,HC2O-4 ) и т. д., поскольку они могут и присоединять, и отдавать протон.

Вода в очень незначительной степени диссоциирует с образованием ионов гидроксония и гидроксида:

H2O+ H2O H3O++OH-,

или в упрощенном виде

H2O H++OH-

В соответствии с законом действующих масс можно записать

где KH2O – ионное произведение воды (KW). Так как αH2O постоянна, она входит в .

При 25 °С .

Так как при диссоциации воды образуется одинаковое число ионов [H+] и [OH-] и yH+ = yOH- = 1
(концентрация [H+] и [OH-] очень мала), получим

(моль/л).

Для удобства расчетов введены водородный (рН) и гидроксидный (рОН) показатели:

В нейтральных растворах концентрация ионов водорода равна концентрации гидроксид-ионов.

[H+]= [OH-]=10-7моль/л.

В кислых растворах концентрация ионов Н+ больше 10-7 моль/л; рН<7, а в щелочных – меньше 10-7; рН>7.

Зная величину рН или рОН, можно вычислить концентрацию ионов водорода или гидроксид-ионов в растворах.

Сила кислот и оснований, согласно протолитической теории, оценивается по реакции с водой. Равновесному состоянию

кислота + Н2О основание + Н3О+

соответствует константа

Считая концентрацию молекул [Н2О] в разбавленных растворах постоянной, получают выражение для константы равновесия кислотно-основной пары (K)

Чем больше величина константы, тем выше концентрация [Н3О+] и тем сильнее кислота. В кислотно-основной паре сильной кислоте соответствует слабое основание и наоборот.

Например, сильная кислота HSO-4 образует пару с очень слабым основанием SO2-4 .

Очень слабой кислоте HCN соответствует в паре довольно сильное основаниеCN- .

 

 


Поделиться:

Дата добавления: 2015-04-18; просмотров: 173; Мы поможем в написании вашей работы!; Нарушение авторских прав





lektsii.com - Лекции.Ком - 2014-2024 год. (0.006 сек.) Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав
Главная страница Случайная страница Контакты