Общие ионы в кислотно-основных реакциях

Согласно Дж. Бренстеду, кислота —вещество, способное отдавать протон, например НС1, Н3О+, СН3СООН, NHI Н2О, ROH и др. Под основанием понимается вещество, способное принимать протон, например ОН", NH3, HjO, СН3СОО", R0" и др. В зависимости от типа кислоты или основания все реакции кислотно-основного катализа условно разбиваются на четыре группы 1) специфический кислотный катализ. Сюда относятся реакции, катализируемые только ионами водорода (ионами гидроксония или ионами лиония) 2) специфический основной катализ. Сюда относятся реакции, катализируемые только ионами ОН" 3) общий кислотный катализ. Сюда относятся реакции, катализируемые любой кислотой 4) общий основной катализ. Сюда относятся реакции, катализируемые любым основанием. Если катализируемая кислотой или основанием реакция протекает при наличии в растворе различных веществ, обладающих кислыми или основными свойствами, то общая скорость процесса равна сумме скоростей реакций, катализируемых каждым из присутствующих катализаторов. Если скорости реакций описываются урав- [c.623]

Основные научные исследования относятся к электрохимии растворов. Первые работы были посвящены изучению адсорбции на твердых адсорбентах. Исследовал (1940—1948) кислотно-основное взаимодействие в неводных растворителях. Развил (1949) теорию кислотно-основных реакций, согласно которой взаимодействие кислот и оснований в растворах происходит путем образования промежуточных комплексов и ионных пар с незавершенным переходом прогона. Разработал количественную теорию диссоциации электролитов в растворах и объяснил дифференцированное действие растворителей на силу электролитов. Вывел общее уравнение для константы диссоциации электролитов, включающее ряд частных уравнений, предложенных другими исследователями, в том числе И. Н. Брён-стедом. Создал новые методы фи-зико-химического анализа применительно к неводным растворам. Развил теорию действия стеклянных электродов. Разработал адсорбционные методы выделения алкалоида морфина из мака. [c.207]

По типу взаимодействия катализатора с реагирующими веществами все каталитические реакции делятся на два класса — окислительно-восстановительное гомолитическое) взаимодей ствие и кислотно-основное (гетеролитическое) взаимодействие. Катализаторами для окислительно-восстановительного катализа служат переходные металлы и оксиды металлов переменной валентности. Общий механизм окислительно-восстановительного катализа заключается в обмене электронами между катализатором и реагентами, который облегчает электронные переходы в реагирующих молекулах. Механизм ионного кислотно-основного катализа заключается в обмене протонами или ионами (анионами в катионами) между катализатором и реагирующими молекулами. Типичными катализаторами служат кислоты (доноры Н+) и основания (доноры ОН-). [c.106]

ОБЩИЕ ИОНЫ В КИСЛОТНО-ОСНОВНЫХ РЕАКЦИЯХ [c.112]

Общие рекомендации по выбору растворителя для титрования. Из уравнений (11.40) —(11.43) следует, что полнота протекания кислотно-основных реакций прямо пропорциональна константе диссоциации растворенного соединения и обратно пропорциональна ионному произведению растворителя. Обе эти величины определяются диэлектрической проницаемостью растворителя. Полные уравнения для констант равновесия включают еще константы диссоциации титрантов и образующихся солей. Если образующиеся соли нерастворимы, то в уравнения входят величины произведений растворимости. [c.200]

В общем случае эквивалент любого вещества X может быть записан как /г )Х, где г — число эквивалентности, равное тому количеству ионов водорода в кислотно-основных реакциях, или электронов в окислительно восстановительных реакциях, которое эквивалентно частице X. Для кислот, оснований и солей, г равно соответственно основности, кислотности или количеству элементарных зарядов катионов или анионов, а для элемента — степени окисления, проявляемой им в данном соединении. Следовательно, эквивалент — условная химическая частица в г раз меньшая, чем соответствующая формульная единица вещества. [c.10]

Хотя основаниями могут быть молекулы или ионы разных соединений, они все имеют одно общее главное свойство наличие пары электронов, пригодной для образования ковалентной связи. Точно так же главным свойством кислоты является наличие у молекулы или иона пустой орбитали для присоединения пары электронов ион водорода обладает этим свойством. Однако этим свойством обладает не только ион водорода, и поэтому можно ожидать, что и другие вещества, обладающие этим же свойством, будут вести себя как кислоты. Как видно, Льюис приписывает кислотность какому-нибудь соединению в силу его определенного электронного строения. Это станет ясно, если рассмотреть электронное строение для кислотно-основной реакции по Льюису [c.356]

Согласно Льюису, все такого рода молекулы и ионы, являющиеся акцепторами электронных пар, называются кислотами. Как видно, Льюис применяет понятие кислота не только к протонным, но и к апротонным веществам таким образом, понятие кислота расширено и обобщено. Кислотно-основная реакция (реакция нейтрализации), по Льюису, заключается в передаче электронной пары от основания к кислоте ( в общее пользование ). [c.118]

В реакциях, которые мы до сих пор обсуждали в этой главе, происходит либо конкуренция за некоторый общий атом (как в бренстедовских кислотно-основных реакциях), либо конкуренция между раствором и кристаллической фазой за ионы (как в равновесиях при растворении, табл. 20.1), либо, вообще говоря, беспорядочное движение атомов от одних веществ к другим без изменения их состояния окисления. [c.93]

В большинстве систем, которые мы до сих пор обсуждали в этой главе, мы наблюдали конкуренцию среди нескольких частиц только за одну общую частицу, например протон, электрон или какой-нибудь ион. В этом случае существует одно основное равновесие. Конечно, вполне возможны системы, где протекают несколько конкурирующих взаимодействий окисление — восстановление, кислотно-основные реакции и реакции осаждения, которые могут одновременно конкурировать за несколько частиц. В таких системах конечное равновесное состояние включает все динамические равновесия, так что равновесная концентрация каждой частицы будет одновременно удовлетворять все константам равновесия для каждой реакции в отдельности. Живые системы — прекрасный пример чрезвычайно сложных совместных равновесий. Одна из причин сложности изучения живых систем заключается во взаимозависимой природе множества равновесий. [c.111]

Кислотно-основные реакции, протекающие в среде оксида дейтерия, имеют общие закономерности с указанными реакциями в водных системах, поэтому они включены в этот раздел, рассматривающий кислотно-основное равновесие в воде, хотя с точки зрения химического поведения их следовало бы рассматривать в разделе, посвященном неводным растворителям. При некоторых исследованиях, например, при изучении изотопного эффекта дейтерия, требуется измерять pD как показатель кислотности растворов в тяжелой воде. Стеклянные злектроды реагируют на изменение концентрации иона дейтерия в соответствии с законом Нернста [47, 48], поэтому обычное сочетание стеклянных и каломельных электродов может послужить основой эмпирического определения [49] величины pD [c.65]

Наряду со свободными кислотами и щелочами, т. е. ионами HgO " и ОН", для многих протолитических реакций хорошими катализаторами служит ряд других ионов и молекул электролитов и неэлектролитов. Это разнообразие каталитических эффектов не позволяло построить общую теорию кислотно-основного катализа до тех пор, пока сохранялись старые представления о кислотах и основаниях. [c.191]

Для специфического кислотно-основного катализа общая скорость процесса равна сумме скоростей реакций, катализируемых ионами НзО+ и ОН [c.294]

Очень многие органические реакции, в том числе значительная часть реакций, имеющие важное биохимическое значение, ускоряются в присутствии веществ, которые по их химическим свойствам можно отнести к кислотам или основаниям. Большинство ферментов является катализаторами кислотно-основного типа. В основе всех этих процессов лежит способность субстратов образовывать под действием катализатора нестойкие ионы, вступающие затем во вторичные реакции перегруппировки и сольволиза. Ионизация нейтральной молекулы субстрата обусловлена обычно внедрением или отщеплением протона, при котором возникает активный промежуточный катион или анион. По своей реакционной способности эти соединения сильно отличаются друг от друга, что и приводит к многообразию эффектов кислотно-основного катализа. В зависимости от вида катализатора различают несколько типов кислотно-основных реакций. Три из них— это реакции, ускоряемые кислотами общий кислотный катализ, специфический кислотный катализ и электрофильный катализ. [c.12]

Существует много способов исследования кислотных (основных) свойств гетерогенных катализаторов [28]. В общем виде их можно классифицировать следующим образом сопоставление с активностью катализаторов в модельных реакциях, титрование взвесей катализаторов растворами слабых оснований (или кислот) в присутствии индикаторов, ионный обмен, адсорбция оснований (кислот) из газовой фазы или из неполярных растворителей, термометрическое титрование, определение гидроксильных групп химическими или изотопными методами либо с помощью ЯМР. Каждая из перечисленных групп имеет свои модификации, достоинства и недостатки, а также области применения. Однако универсальный метод, позволяющий решать все вопросы, связанные с исследованием кислотных свойств катализаторов, в настоящее время отсутствует. [c.382]

Рассмотрим этапы исследования фотометрических реакций с органическими реагентами, в результате которых образуются комплексные соединения. Оптимальные условия проведения реакции требуют возможно более полного связывания определяемого элемента в комплекс. Большинство органических реагентов обладает кислотно-основными свойствами. Если предполагается, что ион элемента вступает в реакцию с органическим реагентом, являющимся одно-, двух- или многоосновной кислотой (т. е. реакция протекает по типу замещения протона кислоты ионом металла), то в общем виде реакцию образования комплексного соединения можно представить уравнением (а) (см. стр. 36). Следовательно, условия образования комплексного соединения будут зависеть не только от избытка реагента, но также от pH раствора. Особое значение указанные факторы приобретают, [c.40]

Наряду с общими признаками реакций обоих типов име-тотся также и существенные отличия. Так, механизм окислительно-восстановительных реакций значительно сложнее, чем /реакций кислотно-основного взаимодействия. Это проявляется в том, что реакции кислотно-основного взаимодействия протекают очень быстро, в то время как реакции окисления — восстановления во многих случаях замедленны, что часто мешает проведению. анализа. Небольшая скорость ряда окислительно-восстановительных реакций обусловлена в основном тем, что электронные переходы часто сопровождаются частичным изменением или полным разрушением молекулярной структуры участвующих в реакции частиц. Поэтому окислительно-восстановительные реакции между катионами и анионами часто проходят через стадии обмена лигандов, что, например, имеет место при окислении иодид-ионов ионами железа (П1), которое обычно описывается простым уравнением [c.158]

Во избежание каких-либо противоречий рекомендуется все реакции кислотно-основного взаимодействия привести к единой общей основе, которой может быть ион водорода. В окислительно-восстановительных реакциях количество реагирующего вещества удобно связать с числом электронов, принимаемых или отдаваемых веществом в данной полуреакции. Это позволяет дать следующее определение. [c.181]

Кислотно-основной катализ делят на специфический и общий . Наиболее важным является специфический кислотно-основной катализ, который осуществляется ионами водорода и гидроксила. Он широко распространен в органической химии например гидролиз эфиров, инверсия сахаров, этерификация кислот и спиртов и др. В сильнокислых растворах эти реакции катализируются только ионами Н3О+ и скорость реакции может быть рассчитана по уравнению [c.345]

Равновесия в растворах кислот и оснований выделяют в отдельный вид в связи с резким отличием катиона водорода от всех остальных ионов и необычайной важностью реакций с участием протона дпя большинства разделов химии. Существует несколько теоретических концепций кислотно-основных превращений. Каждая из них имеет достоинства и недостатки и удовлетворительно описывает определенный круг явлений. Общей теории кислот и оснований нет, да и вряд ли она нужна рассматривая столь широкий вопрос как кислотно-основные превращения, такая теория, выиграв в [c.117]

Давно известно такое соединение, как аммиак (NH3), раствор которого в воде играет роль основания. Для того чтобы объяснить основные свойства этого раствора, предполагалось, что аммиак с водой дает соединение NH4OH, которое отщепляет ион ОН и т. д. Реакция взаимодействия NH3 (водн.) с кислотой поэтому записывалась в соответствии с общей схемой кислотно-основной реакции (реакции нейтрализации) по классической теории [c.64]

Растущие ионы карбония представляют своеобразные соли несуществующих в свободном виде гипотетических комплексных кислот, поэтому условием инициирования процесса полимеризации является обеспечение благоприятного пути формирования противоиона, который зависит прежде всего от природы катализатора и мономера. Достаточно приемлема общая схема инициирования катионной полимеризации комплексными кислотами, которая учитывает наиболее вероятные кислотно-основные реакции в системе при формирова- [c.72]

Из этого перечня видно, что отщепление HHal, в отличие от изомеризации алкилхлоридов, может осуществляться под действием разнородных катализаторов как ионного кислотно-основного, так и окислительно-восстановительного типов. Но оба процесса имеют также общие катализаторы хлорид цинка, галогениды алюминия, олова и никеля. Весьма вероятно, что на этих контактах обе реакции осуществляются по близким механизмам, в которых роль катализатора заключается в снижении энергии гетеролиза связи С—Hal, а течение реакции отвечает схеме [c.42]

Следует также заметить, что образование более электропроводного вещества из менее электропроводных, выдвигав мое Усановичем общим иризнаком кислотно-основного взаимодействия, в действительности является признаком электрохимических реакций, приводящих к образованию ионов частным случаем этих реакций является кислотно-основное взаимодействие. [c.524]

Начнем изложение материала с рассмотрения свойств растворителей и структурных, кинетических и термодинамических аспектов сольватации ионов в воде и в органических и смешанных растворителях. В разд. 6 предпринята попытка установить основные механизмы взаимодействий и сформулировать общие правила, позволяющие прогнозировать явления, связанные с сольватацией ионов. В последующих разделах анализируется влияние сольватации на реакционную способность соединений и механизм кислотно-основных реакций, реакций малых анионов, ионов металлов, амбидентных ионов, карбанионови карбониевых ионов, т.е. во всех случаях, когда путем варьирования свойств среды можно осуществлять управление реакционной способностью. [c.216]

Теория Льюиса — наиболее общая из трех обсуждавшихся-здесь теорий, поскольку она рассматривает множество кислот и оснований. Для применения теории Льюиса необходимо знать структуру вещества и заселенность его электронных орбиталей. Какую из теорий можно с наибольшим успехом применить к решению данной проблемы, зависит от самой проблемы. Все трц теории подчеркивают конкурентный характер кислотно-основных реакций теория Аррениуса трактует эти реакции на основе гидроксильных ионов, стремящихся захватить водородные ноны теория Бренстеда говорит о различных основаниях, конкурирующих друг с другом за обладание протоном теория Льюиса объясняет наблюдаемые явления с помощью представлений о различных кислотах, конкурирующих за обладание неподеленными электронами различных оснований. В каждом случае состояние равновесия можно описать константой равновесия, зависящей от концентрации конкурирующих веществ в состоянии равновесия. Значения этих констант можно определить экспериментально и использовать их зате.м для расчета ожидаемых характеристик в родственных системах. На практике, как правило, действитель- [c.42]

Растущие ионы карбония представляют своеобразные соли несуществующих в свободном виде гипотетических комплексных кислот. Поэтому условием инициирования полимеризации является обеспечение благоприятного пути формирования противоиона, который зависит прежде всего от природы катализатора и мономера. Достаточно приемлема общая схема инициирования катионной полимеризации комплексными кислотами, которая учитывает наиболее вероятные кислотно-основные реакции в системе при формировании противоиона. Взаимосвязь указанных процессов находит отражение в кооперативном концертном А<гЕз-механизме [43], удовлетворительно объясняющем часто паблюдаюцщеся высокие (п > 1) кинетические порядки по компонентам полимеризующейся системы [c.54]

Таким образом, все кислотно-основные реакции изображаются общим уравнением (13). Формула НВ выражает, таким образом, не просто кислоту, а сопряженную кислотно-основную систему. Сле-дуе также обратить внимание, что молекулы воды действуют как акцепторы протонов или основания, образуя сользатированные гидроксоний-ионы, для простоты изображаемые как Н3О+, хотя истинному их строению отвечает формула НзО -яНгО. Однако в реакции с аммиаком и аминами вода является донором протонов, выступая как кислота [c.46]

Чтобы подтвердить положение, сформулированное в пункте 1, Льюис и Сиборг [47] рассмотрели кинетику реакций кислот и оснований на примере поведения иона тринитрофенилметила в кислых растворах Килпатрик в дальнейшем предложил другую кинетическую трактовку этой реакции, рассматривая ее как пример общего кислотного катализа. Положение Льюиса о том, что реакция первичных кислот и оснований не требует теплоты активации, должно быть предметом дальнейшего экспериментального исследования с применением новых методов изучения быстрых реакций. Кислотно-основные реакции, указанные в пункте 2, требуют теплоты активации, но Льюис считает, что для реакции [c.74]

В коидуктометрическом способе точку эквивалентности определяют по перегибу на кривой зависимости электрической проводимости раствора от времени электролиза, используя зависимость электрической проводимости раствора от концентрации ионов. Метод не имеет широкого применения, поскольку общая концентрация солей в растворе, как правило, велика и указанная зависимость поэтому получается неотчетливой. Зачастую пользуются изменением электрической проводимости, обусловленным изменением подвижности титруемых ионов и продуктов реакции. Тем не менее в кислотно-основном титровании можно получить вполне корректные зависимости. Для обнару- [c.262]

Если написать реакцию соецинения ионов (она лежит в основе кислотно-основного, осадительного, комплексиметрического титрования) в общем вице [c.49]

Это позволяет нам записать образование комплексов как ступенчатое присоединение лигандов, а не как замещение лигандов, поскольку высвобождаемую воду можно исключить из соответствующего выражения закона действующих масс. Дело в том, что в обьпных условиях работы с растворами постоянной НОННОЙ силы активность воды в растворе не меняется. ТЪгда формальную реакцию комплексообразования вьфажают с помощью ступенчатой константы комплексообразования К, и соответствуюшдх общих констант pi или Используя эти константы, следует применять те же понятия активности, которые мы обсуждали в связи с подходом Силлена для среды с постоянной ионной силой, теорией Дебая—Хюккеля для бесконечно разбавленных систем и рассмотрением кислотно-основных равновесий [c.165]

Под реальными частицами понимаются атомы, молекулы, ионы, радикалы и т п, а под условными — 1/2 молекулы Н2504, 1/3 иона Ре , 1/4 атома С и т д В общем случае эквивалент любого вещества X может быть записан как (1/г )Х, где г — число эквивалентности, равное тому количеству ионов водорода в кислот-но-основных реакциях или электронов в окислительновосстановительных реакциях, которое эквивалентно частице X Для кислот, оснований и солей г равно соответственно основности, кислотности или количеству элементарных зарядов катионов или анионов, а для эле мента — степени окисления, проявляемой им в данном соединении Следовательно, эквивалент — условная химическая частица в г раз меньшая, чем соответствующая формульная единица вещества [c.10]