Кислоты, основания и природа иона водорода

В 1887 г. Аррениусом была предложена теория электролитической диссоциации (см. гл. IV), которая по-новому решила вопрос о природе кислот и оснований. Согласно этой теории кислота — это вещество, диссоциирующее в растворе с образованием ионов Н . Все общие свойства кислот — кислый вкус, действие на металлы, индикаторы и т. п. являются свойствами ионов водорода. Основание—это вещество, диссоциирующее с образованием ионов ОН . Реакция нейтрализации сводится к взаимодействию водородных и гидроксид-ионов, приводящему к образованию недиссоциированных молекул воды. [c.232]

В случае разбавленных растворов теплота нейтрализации сильных кислот сильными основаниями независимо от их природы оказывается одинаковой, в среднем равной 56,98 кдж. Это объясняется тем, что в основе процесса нейтрализации лежит одна и та же реакция — связывание ионов водорода кислот с ионами гидроксила щелочей с образованием молекул недис-социированной воды. Рассмотрим реакцию [c.98]

Кислоты, основания и природа иона водорода [c.13]

Согласно классической теории катализа единственными эффективными катализаторами в растворах кислот и оснований являются ионы водорода и гидроксила. Были сделаны попытки устранить в некоторых случаях возникавшие противоречия тем, что приписывали каталитическую активность недиссоциированным молекулам кислоты, но при этом основывались большей частью на неточных оценках степени диссоциации и не принимали во внимание возможность первичного и вторичного солевых эффектов. Позднейшие работы с достоверностью показали, что, кроме ионов водорода и гидроксила, также и другие вещества часто могут вызывать катализ. Дальнейшее развитие этих представлений было тесно связано с развитием знаний о природе водородного иона в растворе и с внесением ясности в определения кислот и оснований [11]. [c.11]

II тип — иониты, проявляющие свойства слабых кислот или слабых оснований. Для катионитов этого типа характерно, что при малых значениях pH раствора большинство катионов не вытесняет из них ионов водорода, т. е, их обменная емкость близка к нулю. При возрастании pH раствора и достижения некоторого его значения обменная емкость резко возрастает и затем достигает предельного значения (рис. П1.4, 2). Значение pH раствора, при котором начинается резкое возрастание обменной емкости, зависит от концентрации катионов Б растворе и природы катионита. Чем слабее выражены кислотные свойства катионита, тем более высоким значениям pH соответствует подъем кривой 2 на рис. 1И.4. [c.115]

Гидролизом соли называется обратимое взаимодействие ионов соли с ионами воды, приводящее к изменению соотнощения между ионами водорода и гидроксид-ионами в растворе. Рассмотрим гидролиз в зависимости от природы оснований и кислот, образующих соль. [c.233]

Настоящая работа посвящена главным образом полярографическому исследованию быстрых протолитических реакций — реакций присоединения ионов водорода к анионам слабых кислот и к незаряженным органическим основаниям. В последнем случае для определения констант использовались так называемые каталитические волны водорода, природе и теории которых посвящена отдельная глава. [c.4]

Хотя каталитическую роль играют прежде всего ионы водорода, гидроксил и ионы солей, но, как известно на ряде примеров, что подтверждается и нашими опытами, на протекание реакций влияют молекулы самой кислоты и молекулы основания, в том числе и органического основания, в соответствии с современными взглядами на природу кислот и щелочей . [c.312]

Книга посвящена широко распространенному в аналитической химии, радиохимии и химической технологии методу разделения элементов, основанному на экстракции их из растворов галоидоводородных кислот и солей этих кислот. Детально рассмотрено извлечение металлов из фторидных, хлоридных, бромидных, иодидных, роданидных и цианидных растворов. Большое внимание уделено теории экстракции приводятся данные, характеризующие влияние концентрации ионов водорода и иона галоида, природы органического растворителя, температуры, посторонних солей и т. д. [c.4]

Как известно, теория Аррениуса породила дуалистические представления о природе кислот и оснований, согласно которым носителем кислотных свойств считается ион водорода (протон), а носителем основных свойств — ион гидроксила. Кислотами, в соответствии с этой дуалистической ионной теорией, назывались соединения, при диссоциации которых появляются ионы водорода основаниями — соединения, при диссоциации которых возникают ионы гидроксила. Ионы водорода и гидроксила считались носителями каталитических свойств кислот и оснований. Каталитическая активность рассматривалась при этом как одна из наиболее важных особенностей кислот и оснований. Измерение скорости каталитических реакций, например реакции мутаротации глюкозы, т. е. превращения а-глюкозы в равновесную смесь а- и Р-глюкозы [c.86]

Как известно, теория Аррениуса породила дуалистические представления о природе кислот и оснований, согласно которым носителем кислотных свойств считается ион водорода (протон), а носителем основных свойств —ион гидроксила. Кислотами в соответствии с этой теорией называются соединения, при диссоциации которых появляются ионы водорода основаниями — соединения, при диссоциации которых возникают ионы гидроксила. Ионы водорода считаются носителями каталитических свойств кислот, а ионы гидроксила — оснований. [c.87]

Остальные системы, обсуждаемые далее, включают соединения, которые переходят в органическую фазу благодаря своей способности координировать органические молекулы с образованием различных комплексов экстрагируемого соединения с растворителем. Это может быть комплекс, основанный на образовании водородных связей, или комплекс, в котором молекула растворителя связана с атомом металла или с его первой гидратной оболочкой. Экстракция таких соединений сильно зависит от свойств используемого растворителя, в частности от его основности и стерической доступности донорного атома, а также от природы водной фазы. Простейшим примером является экстракция минеральных кислот, в которой молекулы растворителя координируются главным образом с (гидратированным) ионом водорода. Комплексное соединение (с растворителем) того же типа образуется при экстракции комплексных металлсодержащих кислот, но в данном случае возникают дополнительные осложнения, связанные с образованием комплексного аниона в водной фазе в присутствии минеральной кислоты, которая такл<е экстрагируется это может привести к взаимодействию ионов в органической фазе. [c.7]

Другое следствие взаимодействия между кислотой и растворителем состоит в том, что ион водорода в растворе нельзя рассматривать как чистый протон, а следует рассматривать как соединение по крайней мере с 1 молекулой растворителя таким образом, свойства иона водорода зависят от природы растворителя. Так, например, есть все основания считать, что в воде ион водорода существует в форме иона НдО и поэтому ион водорода называют иногда ионом оксония или гидроксония. Свободная энергия гидратации протона так велика (приблизи- [c.414]

I. Соединение противоион — фиксированный ион диссоциированы неполностью. Иногда предположения о неполной диссоциации соединений противоион — фиксированный ион естественно вытекают из химической природы этих ионов (если, например, рассматриваются взаимодействия фиксированных ионов — анионов слабых кислот — с ионами водорода или хелатообразующих группировок с катионами тяжелых металлов). Однако существуют достаточно веские основания учитывать возможность образования прочных связей противоион —фиксированный ион даже, если они не обусловлены химической природой фиксированного иона и противоиона это, во-первых, большая концентрация раствора фиксированных ионов и противоионов в воде, поглощенной ионитом во-вторых, присутствие углеводородного каркаса последний значительно уменьшает среднюю диэлектрическую постоянную фазы ионита по сравнению с обычным водным раствором той же концентрации (ориентировочные расчеты, позволяющие оценить возможные масштабы ассоциации проведены в работе [3]). Тогда, когда структура и объем органического ионита таковы, что расстояние между фиксированными ионами, принадлежащими одной цепи, существенно меньше расстояния между цепями, под прочно связанными ионами, т. е. входящими в состав ассоциатов М — R, можно понимать те, прочность связи которых с данной цепью или участком цепи превосходит энергию теплового движения. Такие противоионы могут, видимо, свободно передвигаться в объеме, непосредственно прилегающем к цепи однако по отношению к полному объему раствора соединений противоион — фиксированный ион в воде набухания их следует считать ассоциированными. [c.123]

Постараемся найти для оснований то общее свойство, которое определяет их природу. Поскольку растворы оснований проводят электрический ток, в растворе все основания образуют ионы. Основания способны нейтрализовать кислоты, поэтому следует искать ионы, которые могли бы связывать ионы водорода Н , так как именно эти ионы определяют свойства кислот. [c.273]

Следует иметь в виду, что в водных растворах различных веществ независимо от их природы и характера всегда сосуществуют два взаимно отрицающие друг друга начала носители кислых свойств—ионы водорода и носители основных свойств—ионы гидроксила. Например, Н -ионы существуют не только в водных растворах кислот, но и в водных растворах оснований ОН -ионы имеются не только в водных растворах оснований, но и в водных растворах кислот. В процессе самых разнообразных реакций (нейтрализации—гидролиза, окисления—восстановления, осаждения—растворения и др.) [ ] и [ОН 1 в водных растворах могут меняться в широких пределах вследствие либо нейтрализации или Опционов, либо их образования, но всегда и неизменно при 20—25 °С произведение концентраций ионов водорода и ионов гидроксила составляет величину, равную ионному произведению воды, т. е. 10 . [c.39]

Сразу же возникает вопрос о том, какого рода химические свойства влияют на каталитическую активность рассматриваемой системы. Недавно стала очевидной возрастающая тенденция отнести активность алюмосиликатных катализаторов крекинга за счет присутствия в них активных протонов [1—9, 51]. Авторы работ, отмечая возможное присутствие активных ионов водорода, привели очень мало данных о структуре катализатора и о том, как возникает активный ион водорода. Несомненно, что в своих рассуждениях эти авторы находились под влиянием кажущегося подобия в большой группе превосходных катализаторов некоторых реакций углеводородов. Если рассматривать как единую группу такие катализаторы, как хлористый алюминий— хлористый водород, фтористый водород, серная кислота, фосфорная кислота, фтористый бор и другие известные своей эффективностью при реакциях углеводородов, то общее свойство их заключается в том, что все они представляют кислоты или действуют совместно с кислотами . Поэтому логично на основании подобия катализируемых реакций сделать вывод, что активность алюмосиликатных катализаторов крекинга также в известной степени основана на их кислотной природе. [c.186]

Иначе обстоит дело, если в реакции участвуют слабые кислоты или основания. Если раствор слабой кислоты смешать с основанием, то в результате реакции, ионов гидроксила с ионами водорода равновесие диссоциации кислоты нарушится. Диссоциация кислоты будет продолжаться до тех пор, пока эта кислота будет в состоянии давать водородные ионы. То же можно сказать относительно ионов гидроксила, если дело касается слабого основания. Поэтому оказывается, что в случае слабых кислот и оснований теплоты нейтрализации существенно различаются в зависимости от природы соединений. При нейтрализации слабых кислот и оснований равновесие устанавливается таким образом, что концентрация водородных или гидроксильных ионов не просто зависит от разности смешиваемых количеств кислоты и основания, а определяется также и силой кислоты или основания. Это следует уже из того, что растворы нейтральных солей (т. е. образованные эквивалентными количествами кислоты и основания) не обнаруживают, как уже было отмечено, обычно нейтральной реакции, если в образовании солей участвуют слабые кислоты или слабые основания. [c.790]

Механизм прототропной проводимости ионов водорода и гидроксила (ср. разд. 4.2.2.2 недавно предложенный Фангом, Годзиком и Хофакером новый механизм подвижности протонов в воде [39в] включает стадию переноса протона, смещающего ион оксония на две водородные связи) определяется структурой воды. Связывание молекул воды водородными связями обусловливает эстафетный перенос протонов между молекулами воды и ионами оксония, так как обмен протонами, по-видимому, осуществляется вдоль водородных связей. Все эффекты, изменяющие созданную водородными связями жидкую структуру, возможно, изменяют также долю участия и природу прототропного механизма в проводимости растворов кислот и оснований. Большинство хорошо растворимых в воде неэлектролитов содержит в молекулах гидроксильные группы. В чистом виде это жидкости с развитой структурой, способные переносить электричество по прототропному механизму, хотя и не в такой мере, как вода. [c.436]

Своеобразные свойства воды объясняются ее особой молекулярной структурой. Простая формула — Н2О — не выявляет нелинейной, асимметричной структуры ее молекулы, которую можно рассматривать как тетраэдр с атомом кислорода в центре и с двумя ядрами водорода и двумя парами электронов по углам. Полярная природа молекулы объясняет ее сильную тенденцию к образованию водородных связей и созданию структуры жидкой воды. В воде диссоциируют соли, кислоты и основания. Гидратные оболочки уменьшают притяжение ионов с противоположным зарядом. При любом изучении поведения бурового раствора главными объектами исследований являются реакции между поверхностями глинистых частиц и воды, а также влияние электролитов, растворенных в воде, на взаимо-, действие глины и воды. [c.446]

Хотя н приведенном выше уравнении реакция десульфирования представлена как простой гидроли,з, Беддлей с сотрудниками [6] на основании изучения кинетики этой реакции пришел к выводу, что се нельзя так рассматривать, поскольку анион (скорее, чем сульфокислота) является реагирующей частицей. В результате изучения реакции десульфирования, проведенной в 90%-ной уксусной кислоте в присутствии минеральной кислоты в качестве катализаторов (НВг, Н2304), они пришли к выводу, что скорость реакции не зависит от концентрации сульфокислоты, от природы неорганического аниона, подчиняется уравнению первого порядка и пропорциональна активности иона водорода раствора. Они показали обратимую зависимость между сульфированием и десульфированием [c.522]

Кислоты и осчонания подразделяются на сильные и слабые в зависимости от того, насколько легко они распадаются в воде с образованием ионов водорода Н+ или гидроксид-ионов ОН". Отметим, что в этом определении ничего не говорится С1 количестве кислоты или основания, а только об их природе. [c.427]

При рассмотрении индикаторных электродов, применяемых в потенциометрическом методе, по различным типам химической реакции можно заключить, что только в окислительно-восстановительных и кислотно-основных реакциях они являются универсальными. Независимо от природы окислителя или восстановителя в качестве индикаторного электрода в редоксметрии или редоксметрическом титровании может быть использован один и тот же благородный металл (платина или золото), являющийся переносчиком электронов. То же можно сказать об индикаторных электродах в методе рН-метрии или кислотно-основного титрования независимо от природы титруемых кислот или оснований и титрантов химическая реакция связана с изменением концентрации ионов водорода (pH) в растворе поэтому доста- [c.30]

Теория сольвосистем. Эта теория кислот и оснований сложилась благодаря работам Франклина, Джермана, Кеди и других. Согласно взглядам этих исследователей каждому водоподобному растворителю соответствует своя система кислот и оснований. Кислоты И основания в водном растворе 1и вода являются одной из таких систем. В настоящее время доказано, что, помимо воды, существует много других неорганических и органических растворител1ей, которые в результате самоионизации образуют ионы, аналогичные по своей природе ионам, образующимся при электролитической диссоциации воды. Ионы водорода, в силу присущих им свойств, связываются в растворах с молекулами растворителя и образуют положительно заряженные ионы. Самоионизацию воды, жидкого аммиака и безводной уксусной кислоты можно представить в виде следующих уравнений [c.9]

Ион водорода. Существование в растворе свободного протона подобно нахождению в нем свободного электрона является маловероятным. Несомненно, что в водных растворах при обычных температурах протон соединяется по меньшей мере с одной молекулой воды и образует ион Н3О+, названный ионом оксония или гидрония. Хотя было показано, что в водных растворах кислот значительная часть протонов нахддится в форме тетрагидратов [20], имеется основание для предположения, что одна молекула воды особенно прочно присоединяется к протону. По аналогии эти представления могут быть перенесены на многие растворители. Термин ион водородный обычно относят к сольватированному протону НзО в воде, КОН в спирте, КМН в аминах, КСООН в кислых растворителях и т. п, [10]. Символ ан будет применяться для обозначения активности протона или активности иона водорода независимо от природы растворителя. [c.163]

Ведь было показано, что аналогичные ей функции Я для анионооснований и Н+ для катионооснований не отражают свойств растворителя, а скорее зависят от природы эталонного основания. В уравнении (4-79) величины / можно рассматривать как коэффициенты активности в обычном смысле только в случае, если растворитель водный, так как за стандартное состояние иона водорода в воде принята активность, равцая единице.. Если свойства растворителя заметно отличаются от свойств воды, величины / следует рассматривать как коэффициенты распределения в этом случае рекомендуется пользоваться уравнением (4-25). Если В — молекулярное основание, то соотношение РН+-РВ/РВН+ в первом приближении не должно зависеть от диэлектрической проницаемости [см. уравнение (4-28)] до тех пор пока соли катиона ВН+ полностью диссоциированы. В растворителях с очень низкой диэлектрической проницаемостью, таких, как ледяная уксусная кислота 2 , ассоциация ионов настолько велика, что величина Но оказывается зависящей от природы эталонного основания. [c.101]

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]

Преобладает мнение о кислотном характере катализаторов крекинга [5—7]. Однако имеются существенные расхождения во взглядах на природу и роль кислотных активных центров алюмосиликатов. Одни авторы считают действующим началом протонные бренстедтовские кислоты, другие — апротонпые кислоты Льюиса. Имеются также различные точки зрения на роль, которую играют кислотные центры в начальной стадии реакции. Томас [6], Р. Хепсфорд [7], Гринсфельдер и другие [8] в своих работах дали общую схему крекинга, основанную на образовании промежуточных соединений, содержащих карбониевые ионы. Но между этими авторами нет единодушия во взглядах на механизм образования иона карбония. Одни связывают образование иона карбония с отрывом катализатором отрицательного иона водорода от парафинов [c.153]

Обычно принято в качестве первого приближения пренебрегать эффектами поляризуемости и судить о нуклеофильной реакционной способности путем сравнения ко нстант диссоциации кислот. Так, считают, что ион СН более нуклеофилен, чем ион хлора. Этот способ оценки основан, гю существу, на том, что ион водорода избирается в качестве условного стандарта, с которым сравниваются нуклеофильные тенденции, мерой которых таким образом является термодинамический критерий, а именно константа диссоциации. Методы измерения электрофильной реакционной способности менее определенны. Иногда в качестве ее меры используют потенциалы воссга-новления, иногда — разности электроотрицательностей, выводимые на основании периодической системы элементов, иногда — наблюдения над скоростью реакции с нуклеофильным реагентом и т. п. Эти методы представляют собою, безусловно, смесь из термодинамики, кинетики и общей теории органических реакций. Нельзя, однако, не заметить, что термодинамические зависимости используются весьма часто. Таким образом, теория по меньшей мере показывает, что скорость начальной стадии, определяющей, очевидно, скорость реакции, будет больше, если АГ или АН образования связи будет меньше. Отсюда вытекает, что из нескольких реакционных центров в одной молекуле прореагирует первым, используя этот термин в статистическом смысле, тот, который выделяет больше энергии при образовании связи с атакующим реагентом. Так как атакующий реагент имеет как нуклеофильный, так и электрофильный центры, реакционные способности которых могут колебаться в широких пределах, то, следовательно, в зависимости от природы атакующего реагента, любой из центров исходной молекулы может оказаться более реакционноспособным. Поэтому надежда на составление каталога всех соединений по их количественной и качественной реакционной способности является совершенно тщетной. Было бы лучше вычислить количество энергии, освобождающейся при образовании каждой связи при каждой из возможных реакций, и таким путем выяснить природу определяющей скорость реакции стадии, а следовательно, и скорость всей реакции в целом. [c.252]

В результате введения различных заместителей получен ряд новых препаратов пенициллина, не встречающихся в природе. Механизм действия недавно разработанных пенициллин-селективных электродов основан на реакции (16.1) [584, 585]. (3-Лактамаза пенициллина (пе-нициллиназа) иммобилизуется в тонкой мембране из полиакриламидного геля, отлитой по форме стеклянного рН-электрода и имеющей с ним хороший электрический контакт. При погружении электрода в водный раствор пенициллина (pH 6,4) иммобилизованный фермент гидролизует пенициллин с образованием соответствующей пеницил-лоиновой кислоты. Стеклянный электрод реагирует на ионы водорода, образовавшиеся при диссоциации кислоты, и, таким образом, потенциал электрода зависит от концентрации пенициллина в исследуемом растворе. [c.197]

От природы поглощенного катиона зависят физические и агротехнические свойства почв. Подзолистые и торфяные почвы (кислые) содержат во внешней обкладке ион водорода — обменный катион. При введении в такую почву соли, например aSOi, ионСа " поглощается, вытесняя эквивалентное количество иона Н+, т. е. происходит гидролитическая адсорбция, и в почвенном растворе образуется свободная серная кислота (обменная кислотность). Такие почвы можно улучшить нейтрализацией — введением дешевого основания, например гашеной извести (известкование почв). [c.199]

Активированные окись алюминия и Дуциль, оба шелочные по природе, являются неактивными катализаторами скелетной изомеризации олефинов. Но эти же катализаторы становились вполне активными после их обработки разбавленной кислотой. Обработанная кислотой окись алюминия являлась уже кислой по характеру и оставалась таковой после употребления ее в качестве катализатора скелетной изомеризации при 335°С. Кислотность каждого катализатора до и после обработки определялась встряхиванием его в спиртовом или в водном растворе и титровании последнего раствором едкого кали. Силикагель и уголь, не являющиеся активными катализаторами скелетной изомеризации олефинов, не активируются даже и после их обработки кислотой, в противоположность окиси алюминия. Обнаружено также, что эти катализаторы не могут адсорбировать селективно ионов водорода, остающихся после сушки. На основании этих наблюдений можно предпо.тожить, что изомеризация олефинов происходит благодаря адсорбции ионов водорода, вызывающей взаимодействие между катализатором и углеродными атомами двойной связи, и что это взаимодействие частично включает атом или ион водорода, источником которого является катализатор. [c.104]

Гидроксиды щелочных металлов МеОН — кристаллические вещества, растворимые в воде и спиртах. Их водные растворы — едкие щелочи — самые сильные основания. Гидроксиды получают электролизом водных растворов хлоридов. При этом в катодном пространстве выделяется водород и образуется гидроксид щелочного металла. Побочными продуктами производства являются водород и хлор (на аноде). При нейтрализации растворов гидроксидов щелочных металлов галогеноводородными кислотами образуются их галогениды, которые являются характеристическими соединениями. Они также получаются непосредственным взаимодействием щелочных металлов с галогенами. Ггшогениды щелочных метгьл-лов характеризуются высокими температурами плавления и кипения, по природе химической связи они — самые ионные соединения. [c.308]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология