ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Основные концепции кислотности и основности из "Химическое разделение и измерение теория и практика аналитической химии" Определение понятия кислоты и основания. В химическом анализе наиболее принятой является теория кислот и оснований, предложенная в 1923 году Бренстедом и Лоури независимо друг от друга. По Бренстеду— Лоури кислота определяется как вещество, которое имеет тенденцию терять или отдавать протон, основание — как вещество, имеющее тенденцию принимать или захватывать протон. Потеря протона кислотой по Бренстеду—Лоури приводит к образованию соответствующего основания по Бренстеду — Лоури, которое называется основанием, сопряженным с породившей его кислотой. Присоединение протона к любому основанию приводит к образованию кислоты, сопряженной с первоначальным основанием. Соответственно этому, НгО является одновременно сопряженным основанием с кислотой Н3О+ и сопряженной кислотой с основанием 0Н . Подобным образом, НСОз представляет собой сопряженную с СО - кислоту, в то время как NH3 — сопряженное с NH4 основание. Две такие частицы как Н3О+ и НгО образуют так называемую сопряженную кислотно-основную пару. [c.99] Одним из важных последствий невозможности существования голых протонов является тот факт, что кислотно-основные реакции осуществляются при непосредственном переносе протона от кислоты по Бренстеду — Лоури (донор протонов) к основанию цо Бренстеду — Лоури (акцептор протонов) с образованием сопряженного с кислотой основания и сопряженной с основанием кислоты. [c.100] Такое определение вполне удовлетворительно для расчета и построения кривых кислотно-основного титрования, выбора индикаторов с определенным показателем титрования, рещения вопроса о пригодности предложенных титриметрических методов. В действительности же pH растворов, вероятно, более точно измеряется как отрицательный десятичный логарифм активности ионов водорода, ан+. Однако дальнейшее обсуждение проблем, касающихся точного определения и измерения pH, будет отложено до тех пор, пока мы не рассмотрим прямую потенциометрию (см. гл. И). [c.101] Это уравнение дает простой способ расчета рОН растворов, если определено значение pH и, наоборот, и если известно значение рОН, может быть рассчитан pH. [c.101] В чистой воде или в водной среде, свободной от растворенных кислых или щелочных соединений, автопротолиз приводит к образованию равных концентраций ионов водорода и гидроксид-ионов, т. е. [c.101] Таким образом, сульфид-ион — прекрасный акцептор протона по сравнению с водой и по сравнению с ионами аммония и ацетат-ионом. [c.103] Если вода — гораздо лучший акцептор протонов чем В , протон от НВ перейдет к Н2О, и НВ будет проявлять себя как сильная, или полностью диссоциирующая кислота. Когда протоно-акцепторная способность В- увеличивается и в конце концов превосходит таковую у Н2О, сила кислоты (диссоциация) НВ уменьшается, поскольку в зтом случае протон легче удерживается частицей В , чем передается более слабому основанию — Н2О. [c.103] Таким образом самое сильное основание по Бренстеду — Лоури, которое устойчиво в водной среде, есть гидратированный гидроксид-ион — сопряженное с растворителем основание. [c.104] Это выражение применимо для любой сопряженной кислотно-ос-новной пары по Бренстеду — Лоури если известна Ка для кислоты, можно рассчитать значение Кь для сопряженного с ней основания, и наоборот, если известна Кь, можно легко рассчитать Ка для сопряженной с ним кислоты. [c.104] По константе первого равновесия Kai можно судить, что фосфорная кислота является кислотой средней силы, будучи гораздо сильнее чем уксусная и менее сильной, чем хлористоводородная кислота. Ионы дигидрофосфата (Н2РО а) и гидрофосфата (НРО ) являются слабыми кислотами, в ряду которых убывание силы обусловлено тем, что отрыв протона от двухзарядного (НРО ) и от трехзарядного аниона (Р0 по второй и третьей ступени диссоциации требует, чтобы соответственно была преодолена значительно большая электростатическая сила притяжения. [c.105] В воде растворы ацетата аммония имеют весьма слабо щелочную реакцию, так как Кь Для ацетат-иона (чуть больше, чем Ка Для иона аммония. [c.106] Катионы металлов как кислоты по Бренстеду—Лоури. Все катионы металлов в водной фазе гидратированы, так что реально можно говорить о таких частицах как Се(Н20) , Ре(Н20)е+, Сг(Н20) , Си(Н20) , Mg(H20) и Ыа(Н20) , хотя и не всегда точно известно, сколько молекул воды координированы с данным ионом металла. Как. правило, если гидратированный ион рассматривать как кислоту по Бренстену — Лоури, то с увеличением заряда н уменьщением радиуса иона металла, сила такой кислоты возрастает. [c.107] В какой-то мере имеют место. [c.107] Трехзарядные катионы, особенно из группы переходных элементов, проявляют значительные кислые свойства в воде. Например, Ре(НгО)з+ является гораздо более сильным донором протонов, чем уксусная кислота. [c.107] Нейтральные соединения. Растворение многочисленных неорганических солей в воде не влияет на кислотные или щелочные свойства этого растворителя (за исключением влияния на коэффициенты активности ионов водорода и гидроксид-ионов). К этим соединениям относятся хлориды, бромиды, иодиды, нитраты, сульфаты и перхлораты лития, натрия и калия, которые являются солями сильных минеральных кислот и очень сильных оснований. Водные растворы, не содержащие иных растворенных веществ кроме указанных соединений, имеют при комнатной температуре значение pH равное 7. Добавление таких солей к раствору, содержащему кислоту или основание, не оказывает влияния на кислые-или основные свойства раствора. Более того, если добавить такую нейтральную соль к слабой кислоте (NH4 I) или к слабому основанию (ЫаСНзСОО), ни катион, ни анион соли не окажут влияния на значение pH раствора. [c.108] Вернуться к основной статье