Кислотно-основные реакции. Протонная теория кислот и оснований

Нет никаких причин, по которым нельзя было бы описывать эту реакцию при помощи константы кислотно-основного равновесия, как это сделано для кислот в табл. 5-3. Согласно теории Бренстеда-Лаури, ион аммония NH4 представляет собой сопряженную кислоту основания NH3. Совсем не обязательно, чтобы в кислотно-основной паре нейтральной была именно кислота, а основание несло на себе электрический заряд, как это имеет место в парах НС1/С1 и H N/ N . Ион NH можно отнести к кислотам, точно так же как НС1 или H N, и хотя эта кислота слабее, чем НС1, но она оказывается сильнее, чем H N. Таким образом, реакцию аммиака с протоном можно рассматривать как диссоциацию кислоты [c.221]

При растворении кислот и оснований в амфипротных растворителях, т. е. растворителях, которые могут являться как донорами, так и акцепторами протонов, протекает реакция кислотно-основного взаимодействия, которая по теории Бренстеда приводит к частичной нейтрализации. Это можно описать следующими уравнениями реакций [c.341]

Согласно этой теории кислота — протонсодержащее вещество НА, являющееся донором своего протона основание — вещество Е, акцептирующее протон, отданный кислотой. В общем случае реагент-кислота НА и реагент-основание Е, а также продукт-основание А" и продукт-кислота НЕ конкурируют между собой за обладание протоном, что приводит обратимую кислотно-основную реакцию к состоянию протолитического равновесия. Поэтому в системе присутствуют четыре вещества двух сопряженных пар кислота — основание НА/А и НЕ /Е. Вещества, проявляющие кислотные или основные свойства, называют протолитами. [c.120]

Исключительный успех протонной теории в объяснении кислотноосновных систем мог вызвать стремление забыть прежние критерии определения кислот и оснований. Однако, если теория правильна, она должна полностью согласовываться с опытными данными. Если кислотно-основной характер действительно обусловлен протоном, то все кислотно-основные реакции можно объяснить с точки зрения этой теории. В том же случае, когда есть такие кислотно-основные реакции, которые не соответствуют этой теории, то придется допустить, что представления Бренстеда — Лоури неполны, и следует разработать новые концепции. [c.330]

Следовательно, ограничения кислотно-основных реакций водной средой больше нет, и такие реакции возможны в любой среде и в отсутствии среды. При протонной трактовке область кислотноосновных реакций сильно расширяется, и соответственно исключаются многие недостатки, присущие теории Аррениуса. Согласно протонной теории, реакцию между кислотой и основанием можно рассматривать как борьбу за протон между двумя основаниями. При диссоциации H I как кислоты образующиеся ионы хлора являются основанием, так как они могут присоединить протоны. Такую кислотно-основную пару называют сопряженной парой, а ионы хлора — основанием, сопряженным с кислотой НС1. Чтобы кислота могла отдать протоны, необходимо присутствие основания, принимающего протоны. В случае простой ионизации кислоты роль основания играет растворитель. Например [c.329]

Относительная сила кислот и оснований по протонной теории может быть определена почти так же, как и по теории Аррениуса, хотя имеет несколько иное значение. Если выразить в общем виде кислотно-основную реакцию [c.330]

Вопрос об определении энергии активации в электрохимическом процессе впервые возник при изучении реакции разряда ионов Н3О+ На0++й"->-Н,дс+Н20. Фрумкин предложил рассматривать эту реакцию как один из вариантов кислотно-основного катализа в рамках теории Бренстеда. Являющийся донором протона ион Н3О+ выступает в роли кислоты, а акцептор протона металл — в роли основания. Таким образом, на реакцию разряда ионов водорода оказалось возможным распространить эмпирическое правило Бренстеда, согласно которому изменение энергии активации составляет некоторую долю а(0 а 1) от изменения теплового эффекта реакции или же, с равным основанием, [c.232]

Конечно, теория сольво-систем может быть распространена на область кислотно-основных реакций в ранее неизвестных системах. Но она исключает большой раздел типичных кислотно-основных реакций, которые могут быть рассмотрены только в свете протонной теории, и поэтому, она никак не может заменить последнюю. По существу теория сольво-систем мало отличается от ряда моделей Аррениуса в применении к отдельным растворителям. Следовательно, все недостатки теории Аррениуса, кроме ограничения кислотно-основных реакций водными растворами, можно отнести и к теории сольво-систем. Тем не менее нельзя не видеть необходимости создания такой теории кислот и оснований, которая была бы достаточно общей, чтобы включать в себя все возможные системы. [c.332]

Согласно этой теории, кислота является донором протона, а основание — акцептором протона. Для взаимодействия с протоном основание должно иметь пару электронов обычно это неподеленная электронная пара, но иногда это я-орбиталь. Кислотно-основная реакция состоит в переносе протона от кислоты к основанию. (Протон не существует в растворах в свободном виде, а должен быть прикреплен к электронной паре.) Когда кислота отдает протон, остающаяся частица все еще сохраняет электронную пару, которая ранее образовывала связь с протоном. Эта вновь образовавшаяся частица, по крайней мере теоретически, может снова захватить протон и потому является основанием. Его называют сопряженным основанием кислоты. Всем кислотам соответствуют сопряженные основания, а всем основаниям — сопряженные кислоты. Любую кислотно-основную реакцию можно описать уравнением [c.326]

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]

При рассмотрении этих уравнений легко заметить, что в каждой реакции происходит перенос протона от одного соединения к другому. При обратной реакции протон перемещался бы в противоположном направлении. Константы равновесия указывают на то, что большинство этих реакций не идет до конца, т. е. в большинстве случаев наблюдается заметная обратная реакция. Тщательные экспериментальные исследования показали, что вообще все реакции могут идти в любом направлении. Основные положения теории Бренстеда сводятся к следующему 1) при кислотно-основных реакциях имеет место конкуренция двух различных оснований за обладание протоном, 2) при реакции кислоты (донора протонов) с основанием (акцептором протонов) нз кислоты получается сопряженное с ней основание, а из осно- [c.37]

ОСНОВНЫХ реакций в их растворах обусловлены реакциями переноса протона. Кислоты были определены как доноры протонов, основания — как акцепторы протонов, а кислотно-основные реакции — как реакции переноса протона протолиз). Наиболее важное отличие этих теорий от определения Аррениуса заключается в том, что протон сам по себе не может быть ни кислотой, ни основанием. Даже молекулы растворителя могут вести себя либо как кислоты, либо как основания, именно этим явлением обусловлен аутопротолиз ряда чистых жидких растворителей. [c.15]

Более того, каждый окислитель, вступающий в реакцию, превращается в потенциальный восстановитель, и наоборот. Этот процесс напоминает рассмотренное выше (см. разд. 5-3) кислотно-основное равновесие, когда, согласно теории Бренстеда-Лаури, каждая кислота, отдающая протон, превращается в основание, а каждое основание, присоединяющее протон, превращается в кислоту. [c.423]

Согласно протолитической теории способность данного соединения проявлять свойства кислоты пти основания зависит от конкретных условий его существования, В одним условиях данное соединение может функционировать как донор протонов и быть кислотой, в других — как их акцепто[), т. е. быть основанием. Если какая-то частица теряет свой протон, иными словами проявляет свойства кислоты, он неизбеЛ Шо должен перейти к другой частице, которая будет, таким образом, играть роль основания. Поскольку эта реакция в той или иной мере обраткма, остаток первой частицы, образовавшейся после потери протона, должен обладать некоторыми основными свойствами. Он способе возвратить себе протон от присоединившей его частицы, которая поэтому будет обладать известными кислотными свойствами. Так как в растворах не существует свободных протонов, в равновесии кислота — основание должны участвовать две иары взаимосвязанных кислот и оснований [c.70]

До СИХ пор мы рассматривали в качестве растворителя только воду, а в качестве носителя кислотных свойств только протон. В таких случаях более удобны определения кислоты и основания, предложенные Бренстедом и Лаури. В самом деле, когда говорят, что вещество обладает кислотными или основными свойствами, то обычно имеют в виду водные растворы, а упомянутые термины применяются в рамках представлений Арре1шуса либо Бренстеда-Лаури. Преимущество теории Льюиса заключается в том, что она позволяет рассматривать более разнообразные реакции, включая реакции, не сопровождающиеся переносом протона, такие, как кислотно-основные реакции в водных растворах. Во избежание путаницы вещество, подобное ВРз, редко называют кис ютой, но это можно делать в том случае, если из контекста понятно, что данный термин применяется как определение Льюиса. Чаще вещества, обладаю- [c.99]

Еще более общий характер, чем теория Льюиса, имеет теория Усановича. Кислотами он предложил называть вещества, способные отдавать любые катионы, в том числе протоны и другие электроположительные частицы, и присоединять любые анионы, а основаниями — вещества, способные отдавать анионы или другие электроотрицательные частицы, включая электроны, и присоединять протоны. Включение электрона в рассматриваемое определение сделало окислительно-восстановительные процессы частным случаем кислотно-основного взаимодействия и это явилось предметом критики. Например, по теории Усановича кислотно-основной реакцией является взаимодействие металлического натрия с газообразным хлором [c.33]

Электрофильные и нуклеофильные. реакции можно рассматривать как частный случай обобщенных кислотно-основных реакций, в основе которых лежит теория Льюиса. Классическое определение кислот и оснований (по Брёнстеду) было основано на том, что кислоты — это доноры протонов, а основания — акцепторы протонов. Льюис ввел другое определение кислот как соединений, способных принимать электронные пары, а оснований— как компонентов, способных отдавать такие пары. Под это определение попал ряд соединений, ранее, в рамках классической теории, не рассматривавшихся в качестве кислот или оснований. Так, например, трифторид бора XXXIX принимает пару электронов азота триметиламина с образованием комплекса ХЬ [c.47]

Значение протонной теории кислот и оснований состоит в том, что эта теория расширила область кислотно-основных реакций, внесла ясность относительно роли растворителя в кислотно-основных реакциях, показала, что сила кислот и оснований зависит от природы растворителя. Основным недостатком данной теории является то, что она исключает возможность проявления кислого характера веществами, не содержащими водорода. Этим исключаются из класса кислот некоторые вещества, например, ЗпС14, ЗОг, А1С1з и другие, кислотные свойства которых давно известны. [c.14]

Кислотно-основные реакции, протекающие в водных растворах, характеризуются гораздо легче, чем какие-либо иные виды химического взаимодействия в воде, поскольку эти реакции в основном связаны лищь с переходом ионов водорода от донора к акцептору протонов. Используя эти реакции, можно получить подробные сведения об идентичности реагирующего вещества и продукта в реакциях переноса протона, а также с некоторой достоверностью установить наличие равновесия и определить константы равновесия, которые управляют поведением кислотно-основной системы. В настоящей главе мы рассмотрим вопросы, касающиеся природы кислот и оснований в воде, методы расчетов равновесий в кислотно-основных системах, а также теорию и методы кислотно-основной титриметрии. [c.99]

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]

Термином амфотерностъ систем кислота—основание определяют их специфическое свойство вести себя как кислоты или основания в зависимости от условий. Это понятие издавна занимало важное место в теориях кислотно-основных реакций и нашло также свое отражение в теории Бренстеда-Лоури. Устанавливая критерии кислоты и основания, эта теория ясно говорит, что ам-фотерные свойства имеют вещества, которые в реакциях в растворе могут либо присоединять, либо отдавать протоны такие вещества называются амфипрот-ными веществами или амфолитами. [c.45]

Сольватная теория привлекла немного сторонников в связи с со хранением в ней главных принципов объяснения кислотно-основных реакций в апротических растворителях, а также вследствие быстрого признания и развития новой концепции кислот и оснований, выдвинутой Брёнстедом и Лоури примерно в то же самое время (1923 г.). Согласно этой концепции кислотой является вещество, способное давать протоны, а основанием — вещество, способное соединяться с протонами, независимо от наличия или влияния [c.45]

Типичные кислотно-основные реакции, подобные, например, нейтрализации или изменению окраски индикаторов в апротонных растворителях, весьма способствовали развитию теорий кислот и оснований, в большей или меньшей мере не учитывавших свойства растворителя. В инертных растворителях возможно образование ионных пар, по не наблюдаются диссоциация и сольволиз и не могут наблюдаться выравнивающие эффекты. Перенос протона происходит в растворе непосредственно от кислоты к основанию. По теории инертные растворители должны были бы быть простыми для рассмотрения, но на практике ряд экспериментальных фактов усложняет титрование в таких растворителях их диэлектрическая проницаемость низка (в среднем е = 2—6) ионные пары, образующиеся из растворенного вещества в ходе взаимодействия, в значительной степени ассоциированы, и карбоновые кислоты существуют в виде димеров. Индикаторы также ассоции- [c.100]

По этому определению круг веществ, называемых кислотами, значительно расширился. К кислотам стали также относить такие частицы, как Н50Г, а к основаниями — СОа, Р2О7 и т. д. Все реакции кислотно-основного взаимодействия по этой теории состоят в обратимом переносе протона от кислоты к основанию. В результате такого процесса образуется пара новых частиц, одна из которых опять способна отдавать протон, а другая его присоединять. Таким образом кислота оказывается в равновесии с сопряженным основанием, а основание — с с о-пряженной кислотой [c.31]