Квитки 21-24

Протолітична теорія кислот та основ Бренстеда-Лоурі.

У 1923 році Бренстед і Лоурі розробили протонну теорію кислот та основ. Відповідно до цієї теорії:

- Кислотою називають всяку речовину, молекулярні частки якої (та іони) здатні віддавати протон, тобто. бути донором протонів. (HB)

- Підставою називають всяку речовину, молекулярні частки якої (і іони) здатні приєднувати протони, тобто. бути акцепторами протонів. (B)

Молекула та іон або 2 іони, що відрізняються один від одного на переданий протон, називаються сполученою кислотно-основною парою.

У водних розчинах кислот і основ можна виділити 2 сполучені пари, одну з яких утворює розчинник.

Рівнавага, що встановлюється в розчинах між кислотами та сполученими основами, називається протолітичною рівновагою або кислотно-основною рівновагою.

У водних розчинах довільної кислоти (HB) функцію основи виконує вода.

2 кислотно-основна пара

Кислота1 основа2 основа1 кислота2

Сила кислот визначається їхньою здатністю віддавати протон, а підстав – приймати його.

Мірою цієї здатності служить відповідно константа кислотності (Ka) та основності (Kb).

Константа вищенаведеного процесу матиме вигляд:

Оскільки концентрація [H2O] -const, то іK[H2O] -const, тоді

Ka = [B-] * [H3O +] / [HB] = K [H2O]

Для довільної основи B у водному розчині функцію кислоти виконуватиме вода.

Основа1 кислота2 кілсота1 основа2

Константи кислотності та основності у сполученій парі для водного розчину пов'язані між собою співвідношенням:

Ka * Kb = Ku = [H3O] [OH-] - іонний добуток води.

Чим сильніша кислота, тим слабше сполученеїй основа, і навпаки.

Для зручності розрахунків часто користуються не самими константами, які показниками, тобто. десятковими lg, взятими зі знаком «мінус».

Класифікація кислот та основ Бренстеду:

Кислоти поділяються на:

1). Нейтральні: HCl, H2SO4, H3PO4.

2) Катіонні: NH4+, H3O+

3). Аніонні: HPO4-, H2PO4-

1). Нейтральні: NH3, H2O

2). Катіонні: NH2-NH3+

3). Аніонні: OH-, CH3COO-, Cl-

Електронна теорія Льюїса

Відмінною ознакою кислот і основ Льюїса є те, що вони взаємодіють один з одним з утворенням донорно-акцепторних зв'язків.

- Кислота – це речовина, яка приймає електронну пару, тобто. акцептор електрона.

- Підстава – це речовина, постачає електрони утворення хімічного зв'язку, тобто. донор електронів.

В результаті купуються пари електронів, атомом, відповідальним за кислотні властивості сполуки, що розглядається, часто виникають завершені електронні конфігурації.

Підстави Льюїса повинні мати одну пару валентних електронів, які вони здатні надати партнеру для утворення ковалентного зв'язку.

До основ Льюїса відносяться галогенід-іони, аміак, аліфатичні та ароматичні аміни, кисневі сполуки R2CO(R-органічний радикал).

Кислоти Льюїса – це будь-які сполуки із вільною орбіталлю. Це галогеніди бору, алюмінію, кремнію, олова та інші сполуки.

Переваги теорії Льюїса:

- застосовність до широкого кола реакцій.

Розглянуті теорії дисоціації кислот і основ не суперечать, а доповнюють одна одну і мають глибокий внутрішній зв'язок. Так, кислоти, за Бренстедом, можна розглядати як окремий випадок льюїсівських кислот,оскільки протон характеризується великою спорідненістю до електронної пари і може розглядатися, за Льюїсом, як кислота.

Процес іонізації з погляду протолітичної теорії Бренстеда-Лоурі

Протолітична рівновага спостерігається при дисоціації слабких електролітів, наприклад, дисоціація оцтової кислоти у воді

кислота1 основа2 основа1 кислота2

Ka=[CH3COO-]*[H3O+] / [CH3COOH]

Дисоціація слабкої кислоти в розчині є наслідком конкуренції за протон між аніоном слабкої кислоти (CH3COO-) та водою (виступає як основа).

Дисоціація 2 сполучена пара

(1) NH3 +H2O=NH4+ +OH-

основа1 кислота2 кислота1 основа2

1 сполучена пара

При взаємодії слабкої основи з водою останнє виступає донором протонів, сприяє іонізації цієї основи.

NH3- і OH-конкурують за протон в реакції (1)

Гідроліз солей – протолітичний процес взаємодії іонів солі з молекулами води, в результаті якого утворюються малодисоціюючі молекули або іони.

4 випадки гідролізу:

1). Якщо сіль утворена сильною основою та сильною кислотою, гідролізу не піддається

K 2SO4 = 2K+ +SO42-

Середовище розчину нейтральне PH=7

2). Сіль утворена сильною основою та слабкою кислотою, гідроліз по аніону

Na2SO4, K2SiO3, K2S

Na2CO3 = 2Na+ + CO3-

Середовище лужне pH 7

3). Сіль утворена слабкою основою та сильною кислотою, гідроліз по катіону

Середовище кисле, pH Сусідні файли у предметі [НЕСОРТОВАНЕ]

#

---