Теории кислот и оснований
жүктеу/скачать 154,5 Kb.
|
ЛЕКЦИЯ № 16
| Теория Бренстеда – Лоури
В 1923 г. независимо друг от друга Бренстед и Лоури предложили новую, так называемую протолитическую теорию кислот и оснований, которую чаще называют просто теорией Бренстеда. Создатели этой теории считают, что электролитическая диссоциация кислот и оснований не является физическим процессом отщепления ионов Н+ и ОН", как это вытекало ;из теории Аррениуса, а есть результат химического взаимодействия растворенного вещества с растворителем. Например: или Явление распада вещества на ноны в результате химического взаимодействия с растворителем может быть проиллюстрировано растворением различных аминов в органических кислотах. Как известно, ни амины, ни органические кислоты в чистом виде практически не диссоциированы. Если же смешать амины с органической кислотой то (как впервые показал Д. П. Коновалов) полученный раствор хорошо проводит электрический ток, так как в процессе реакции: образуются ионы. Учитывая все эти факты, Бренстед называет кислотами вещества, которые способны отдавать протон (доноры протона): кислота Например, Основаниями, по Бренстеду, являются вещества, которые способны присоединять протон (акцепторы протона) : Например, Реакцию кислотно-основного взаимодействия Бренстед представляет следующей схемой: Например, В этом равновесии участвуют две пары кислот и оснований, именуемых Бренстедом корреспондирующими, т. е. сопряженными, или соответствующими. Так, в указанной реакции -ион является сопряженным основанием кислоты НС1; NH4+-ион—сопряженной кислотой основания NH3. Таким образом, вещество может проявлять кислотность лишь при взаимодействии с основанием и, наоборот, основные свойства оно может обнаруживать только в присутствии кислоты. Бренстед проводит аналогию между кислотно-основными и окислительно-восстановительными реакциями. При окислительно-восстановительных реакциях от восстановителя к окислителю переходит электрон, а при кислотно-основных реакциях кислота отдает основанию протон. Подобно тому, как кислота, отдав протон, превращается в основание, восстановитель, потеряв электрон, становится окислителем: Как для протекания восстановительной реакции необходимо присутствие окислителя, принимающего электрон, так и для проявления кислотности вещества необходимо присутствие основания, способного принять протон. Таким образом, одно и то же вещество в зависимости от условий реакции может быть и кислотой, и основанием. Например, в приводимых ниже реакциях вода ведет себя как слабое основание, так как она является акцептором протона: Но вода может проявлять и кислотные свойства, т. е. быть донором протона: Уксусная или азотная кислоты ведут себя как кислоты по отношению к более слабым кислотам. Например, при взаимодействии уксусной кислоты с безводной азотной уксусная кислота действует как основание.- В свою очередь даже такая кислота как азотная по отношению к более сильной, например, хлорной кислоте (в водном растворе) веден себя как основание: Наглядным примером зависимости свойства вещества от партнера (растворителя) служит мочевина, которая в жидком аммиаке ведет себя как кислота, в уксусной кислоте — как основание, а в воде—нейтральна. Вещества, способные легко присоединять к себе протоны, называются протофильными и являются основаниями. Если такие вещества служат растворителями, то называются протофильными растворителями (жидкий аммиак, амины). Чем сильнее выражена протофиль-ность растворителя, тем большее число веществ, растворенных в нем, ведут себя как кислоты, тем отчетливее проявляется различие в их силе и тем меньшее число оснований способно существовать в этом растворителе. Вещества, способные отдавать протоны, называются протогенными и являются кислотами (серная, азотная, уксусная кислоты). Если они являются растворителями, то называются протогенными растворителями. Чем легче молекулы растворителя отдают протоны, тем большее число веществ сможет проявить в этом растворителе основные свойства. Вода является типичным амфотерным растворителем. Она примерно с одинаковой легкостью может присоединять и отдавать протон: По Бренстеду, существуют и так называемые апро-тонные растворители. Это вещества, которые или совсем не проявляют кислотные и основные свойства, или проявляют их очень слабо. Они не способны отдавать или принимать протоны. К таким растворителям Бренстед относит бензол и большинство углеводородов. Таким образом, теория кислот и оснований Бренсте-да значительно расширила круг веществ, которые можно рассматривать как кислоты или основания не только в воде, но и в неводных средах. Протолитическая теория хорошо объясняет реакции кислотно-основного взаимодействия как в водных, так и в неводных системах, а также взаимодействие между кислотами различной силы, чего невозможно было объяснить, опираясь на теорию Аррениуса. Однако дальнейшее развитие химической науки показало, что и эта теория является несовершенной, так как в ней не нашлось места апротонным кислотам. Между тем, на практике часто встречаются реакции, которые носят кислотно-основной характер, тогда как ни одно из участвующих в реакции веществ не является донором протона. жүктеу/скачать 154,5 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
|