Ионный состав растворов кислот и оснований

Среди высокомолекулярных соединений важное место занимают белки. Они играют основную роль во всех жизненных процессах, а продукты их переработки — в технике и производстве. Белки являются полимерными электролитами, так как их молекулы содержат ионогенные группы. Поэтому растворы белков имеют целый ряд особенностей по сравнению с растворами других полимеров. В состав молекул белков входят разнообразные а-аминокислоты, в общем виде формула их строения может быть записана в форме КНг — К — СООН. В водном растворе макромолекула представляет амфотерный ион КНз — К — СОО . Если числа диссоциированных амино- и карбоксильных групп одинаковы, то молекула белка в целом электронейтральна. Такое состояние бедка называют изоэлектрическим состоянием, а соответствующее ему значение pH раствора — изоэлектрической точкой (ИЭТ). Чаще всего белки — более сильные кислоты, чем основания, и для них ИЭТ лежит при pH < 7. При различных pH изменяется форма макромолекул в растворе. В ИЭТ макромолекулы свернуты в клубок вследствие взаимного притяжения разноименных зарядов. Б кислой и щелочной средах в макромолекуле преобладают заряды только одного знака, и вследствие их взаимного отталкивания молекулы распрямляются и существуют в растворе в виде длинных гибких цепочек. Поэтому практически все свойства растворов белков проходят через экстремальные значения в изоэлектрическом состоянии осмотическое давление и вязкость минимальны в ИЭТ и сильно возрастают в кислой и щелочной средах вследствие возрастания асимметрии молекул, минимальна также способность вещества к набуханию, оптическая плотность раствора в ИЭТ максимальна. Изучение всех этих свойств используется для определения изоэлектрической точки белков. [c.443]

Ионный состав растворов кислот и оснований [c.17]

Другим типом графиков, описывающих состав растворов кислот и оснований, являются логарифмические диаграммы. Диаграммы распределения - кривые диссоциации и кривые образования — позволяют находить относительные концентрации отдельных форм и не зависят от их общих концентраций. Логарифмические же диаграммы составляют для определенной концентрации. Независимой переменной здесь также служит pH, но зависимой переменкой является логарифм концентрации определенной химической формы. Логарифмические диаграммы позволяют к тому же находить концентрации тех ионов и молекул, которые не доминируют в растворе. [c.150]

В предыдущей главе (разд. Д) рассматривалась реакция замещения гидроксильным ионом иодид-иона из метилиодида. Можем ли мы подобным образом замещать метильную группу этана (СНз—СНз), разрывая при этом связь С—С и образуя СНзОН Нет, не можем. Этан устойчив в растворе щелочи и в нашем организме он тоже не может расщепляться путем простых реакций замещения. Аналогично этому длинные углеводородные цепи, входящие в состав жирных кислот, не могут быть расщеплены подобным путем в процессе метаболизма жирных кислот. Таким образом, реакции нуклеофильного замещения имеют место в тех случаях, когда замещение совершается легко, однако они не происходят в случаях, когда замещение сильно затруднено. К тому же не каждый анион или основание В может замещать другую группу. [c.92]

Первый член в правой части имеется и в отсутствие ассоциации ионов. Как и в случае функций кислотности в водных растворах, он отражает независимость функции кислотности HQ(B)W от природы основания при условии, что В1 и В2 (а также В1Н+ и В2Н+) характеризуются одинаковыми свободными энергиями переноса из растворителя S в воду, или, если различия между ними компенсируются отношением, которое входит в состав (1.170). Отношение констант Кех является мерой относительной стабильности ионных пар ВН+ А , которые обычно образуют водородные связи и на которые влияют разнообразные ближние взаимодействия (см. гл. 3, разд. З.Б), в том числе сила кислоты ВН+ Второе следствие состоит в том, что предельные значения HQ(B)W в разбавленных растворах различных кислот НА не совпадают, если измерения производят с одним и тем же индикатором. Так, применяя (1.168) к разбавленным эквимолярным растворам кислот НА1 и МА2, получим [c.133]

Если титрование производится в обратном направлении, Т. е. сильное основание титруется слабой кислотой, то изменение pH вначале такое же, как и при титровании сильной кислотой. Конечно, получающаяся соль слабой кислоты и сильного основания подвержена гидролизу, но при избытке сильного основания гидролизом можно пренебречь, стр. 497. Концентрация иона гидроксила равна при этом стехиометрической концентрации свободного основания, т. е. с - = Ь — а, где Ь и а — концентрации основания и кислоты, входящих в состав раствора, при условии, если бы соль не была гидролизована. Однако вблизи от точки эквивалентности концентрация основания сильно уменьшается и гидролиз соли становится заметным. В этих условиях форма кривой pH определяется тем, что концентрация иона водорода в точке эквивалентности дается уравнением (49). [c.520]

Действительно, можно считать твердо установленным, что перемена окраски у индикаторов связана с изменением их строения. Почему же изменение строения происходит при прибавлении к растворам кислот или щелочей Для объяснения этого придется обратиться к ионной теории индикаторов. В полном согласии с последней одна (а иногда и обе) таутомерная форма индикаторов метода нейтрализации оказывается либо слабой кислотой, либо слабым основанием, либо веществом амфотерным. Так, в случае паранитрофенола желтый таутомер его представляет собой кислоту. Это станет очевидным, если обратить внимание на то обстоятельство, что группа ОН в молекуле этого таутомера входит в состав группы 0=Ы—ОН, т. е. связана с окисленным азотом, [c.256]

Растворение в воде электролитов (щелочей, кислот, оснований) - веществ, сообщающих раствору способность проводить электрический ток, позволяет осуществить электрохимическое разложение (электролиз) воды. Электролиты должны иметь высокую электропроводность чтобы снизить потери напряжения на преодоление их омического сопротивления, и состав ионов, обеспечивающий выделение на катоде только водорода, а на аноде - кислорода. [c.41]

Ряд работ посвящен исследованию взаимодействия редкоземельных элементов с некоторыми комплексонами (нитрилтриуксусной, этилендиаминтетрауксусной, диэтилентриаминпентауксусной кислот и др.) [103—113]. Комплексообразование изучалось методами изомолярных серий, серий растворов с постоянной концентрацией катионов и серий растворов с постоянной концентрацией лиганда и переменной концентрацией иона металла. Были также изучены серии растворов при постоянных концентрациях компонентов, но переменном значении pH растворов. На основании последней серии опытов были построены кривые D = f (pH), детальный анализ которых позволил авторам установить состав комплексов и рассчитать константы равновесия и константы диссоциации образуемых комплексов. [c.66]

Буферная емкость. Способность буферных систем стойко удерживать на определенном уровне концентрацию ионов водорода является ограниченной. Смещение pH буферного раствора зависит от количеств добавляемых к нему кислот или оснований и, в связи с этим, от уменьшения концентрации одного из компонентов (слабой кислоты или ее соли), входящих в состав буфера. [c.78]

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]

Почему же все эти вещества имеют одинаковые свойства Водные растворы кислот проводят электрический ток на основании этого мы заключаем, что в растворе все кислоты образуют ионы. Все кислоты содержат водород и с металлическим цинком реагируют с образованием газообразного водорода. Возможно, что в состав всех кислот входит один и тот же ион и что именно с ним связано образование газообразного водорода На- Естественно предположить, что общим ионом в растворе является ион водорода Н". Мы делаем следующий вывод если соединение может образовывать ионы водорода, то оно обладает свойствами кислоты. [c.272]

Буферным действием обладает всякий раствор,, в состав которого входят вещества, способные связывать как водородные ионы добавляемой к этому раствору кислоты, так и гидроксильные ионы добавляемого основания. [c.90]

Если при смешивании двух электролитных растворов между ними происходит химическая реакция, то изменяется ионный состав. Например, при взаимодействии кислот с основаниями получаются в растворе ионы соли, а ионы водорода от кислоты и ионы гидроксила от основания соединяются между собой, образуя малодиссоциированные молекулы воды. [c.93]

Гидроокись висмута В1(0Н)з осаждается гидроксильными ионами из растворов солей висмута в виде хлопьевидного коллоидного осадка белого цвета, который легко удерживает анионы из раствора, и поэтому очищается с трудом. При нагревании до 100° она теряет воду, приобретая приблизительный состав В10(0Н). Как и окись, гидроокись висмута(1П) растворима в кислотах, но нерастворима в основаниях. Отсутствие кислотного характера, чем это вещество отличается от гидроокиси сурьмы, указывает на то, что висмут обладает более металлическими свойствами. [c.455]

На основании аналогичных данных делают заключение и об образовании комплексных ионов в растворах солей алюминия, содержащих некоторые органические вещества, например винную кислоту, в связи с тем что некоторые типичные для ионов алюминия реакции в этих растворах отсутствуют или же алюминий осаждается из них неполностью. Однако в этом случае еще до сих пор не представляется возможным точно установить состав образующихся комплексов. [c.390]

Двухцепочечные нуклеиновые кислоты плавятся при повышении температуры в сравнительно узком интервале. Пропорциональность температуры плавления логарифму ионной силы раствора указывает на то, что двойная спираль дестабилизируется электрическим отталкиванием цепей. Двойная спираль связывает больше противоионов, чем две соответствующие одиночные цепи. Стабильность двойной спирали увеличивается с ростом мольной доли СС-пар и уменьшается при смешении pH от нейтральных значений в ту или другую сторону. Плавление природной ДНК является более сложным процессом, чем плавление синтетических полинуклеотидов, поскольку стабильность отдельных участков двойной спирали различается. Хотя главным фактором, определяющим локальную стабильность, является нуклеотидный состав, в некоторых случаях существенную роль может играть последовательность оснований. [c.305]

Анионы — отрицательно заряженные частицы, в состав которых входят отдельные атомы или группы атомов различных химических элементов. Анион в зависимости от его состава может нести один или несколько отрицательных зарядов. Анионы наряду с катионами являются продуктом электролитической диссоциации молекул солей, кислот и оснований. Анионы существуют в водных и неводных растворах, а также в расплавах и кристаллах веществ с ионной решеткой. Большинство анионов имеет более сложный состав, чем катионы. В состав многих анионов входит несколько атомов, в то время как большинство катионов состоит только из одного атома. [c.241]

Механизм кислотно-основного (ионного) катализа в растворах заключается в том, что идет обмен протонами между катализатором и реагирующими веществами, сопровождающийся внутримолекулярными превращениями. При кислотном катализе протон (или положительный ион) переходит сначала от катализатора к реагирующей молекуле, а при основном катализе катализатор служит вначале акцептором протона или донором аниона по отно-щению к молекуле реагента. В последующей стадии каталитической реакции протон перемещается в обратном направлении и катализатор восстанавливает свой состав. Активность катализаторов в кислотно-основном взаимодействии зависит от легкости передачи протона реагенту (кислотный катализ) или отрыва протона от реагента (основной катализ). Активность катализаторов — кислот и оснований возрастает с ростом константы их диссоциации. [c.221]

Вторым по значению свойством является способность воды растворять вещества. Вода — универсальный растворитель. Благодаря этому ее состав не исчерпывается формулой Н2О. В воде содержатся практически все элементы Периодической таблицы, а также газы, основания, кислоты, соли и органические вещества. Все прочие жидкости, которые мы пьем, или употребляем с пищей, или используем в быту и технике, — все, начиная от спирта, вина, духов, микстур и кончая электролитами, жидкими маслами и бензином, — являются водными растворами той или иной концентрации. При этом множество веществ, которые в газообразной или твердой фазе состоят из нейтральных молекул, в воде диссоциируют, то есть распадаются на ионы, а это ведет как к изменению их свойств, так и свойств самого раствора. Говоря простейшим языком, диссоциация резко увеличивает способность веществ вступать в химические и биохимические реакции. Огромное количество этих реакций, включая явление, называемое жизнью, протекает именно в водной среде. [c.16]

Соль образована сильной кислотой и сильным основанием. К таким солям относятся Na l, K2SO4, NaNOa и многие другие. Растворы этих солей практически нейтральные, pH 7, так как ни один из входящих в состав соли ионов не подвергается в водном растворе гидролизу (pH немного отличается от 7 из-за влияния ионной силы раствора на диссоциацию воды). [c.315]

Изображая формулу любого вещества, указывают в определе ной последовательности те химические элементы, которые входя в его состав. На первый взгляд может показаться, что дл установления состава вещества необходимо выделить в чисто виде те элементы, которые его образуют. Например, дл определения состава (NH4)2S04 нужно выделить азот, вoдopoj серу и кислород, для определения состава KNO3—калий, азе и кислород. На самом деле практическое решение этой задач чрезвычайно затруднительно. В химическом анализе использую те реакции, которые характерны для отдельных ионов. Дл осуществления реакций анализируемое вещество переводят в boj ный раствор. Водные растворы веществ наиболее широко pai пространенных классов соединений, т. е. кислот, оснований и с( лей, представляют собой электролиты. Их поведение определяете теорией электролитической диссоциации (см. гл. 1, 12). [c.58]

Эти свойства сульфаниловой кислоты можно понять, если приписать сульфаниловой кислоте структуру I, в которой имеются NHg- и SOg-группы. Сульфаниловая кислота представляет собой соль, но довольно специфического рода, называемую диполярным ионом (иногда называется также цвит-тер-ионом, от немецкого Zwitter — двуполый). Этот ион является продуктом реакции между кислым и основным остатками, входящими в состав одной и той же молекулы. Ион водорода присоединяется к атому азота, а не атому кислорода потому, что NHg-группа— более сильное основание, чем SOg-группа. Высокая температура плавления и нерастворимость в органических растворителях— это свойства, характерные для солей. Нерастворимость в воде также не является неожиданной, поскольку многие соли нерастворимы в воде. В щелочном растворе сильноосновной гидроксил-ион отрывает ион водорода [c.720]

В этом методе собственно титрование заменено измерением pH. От точности этого измерения зависит результат анализа. Поэтому при измерениях раствор следует термостатировать, сохранять постоянство его ионной силы, ограждать его от влияния СО2 воздуха. Важную роль здесь играет состав раствора, обусловливающий способность линейно изменять pH при введении изменяющихся количеств кислот или оснований. Жидкость должна содержать также относительно большое количество сильного электролита (КС1, ЫаС1) для поддержания постоянства ионной силы. Составы рекомендуемых смесей реагентов, вычисленные с помощью-ЭВМ, приведены в табл. 1 [11]. [c.18]

Буферные растворы с переменным pH и постоянной ионной силой описаны Эльвингом, Марковичем и Розенталем [31]. В их состав, выбранный на основании работы Мак-Ильвейна [33], входят лимонная кислота и ЫагНР04, а желаемая ионная сила обеспечивается добавлением КС . [c.118]

Гидратированная окись железа(П1) легко растворяется в кислотах и до некоторой степени в сильных основаниях. При кипячении концентрированных растворов гидроокисей стронция или бария с перхлоратом железа(П1) образуются гексагидроксоферраты(П1) состава Мз [Ре (0Н)е12 в виде белых кристаллических порошков. При взаимодействии с гидроокисями щелочных металлов получаются соединения состава М РеОг. Их можно получить также сплавлением Ре Оз с гидроокисями щелочных металлов или карбонатами, взятыми в стехиометрическом соотношении. В умеренно щелочных растворах всегда в небольшом количестве присутствует ион, состав которого, по-видимому, отвечает формуле [Ре (0Н)в1 . [c.273]

ПОЛИЭЛЕКТРОЛИТЬ — полимеры, в состав макромолекул к-рых входят группы, способные к ионизации в р-ре. К числу П. относятся важнейшие биологич. полимеры — белки и нуклеиновые кислоты, многие свойства к-рых (особенно зависимость темп-ры денатурации от pH и ионной силы раствора) определяются их полиэлектролитной природой. Широкое практич. применение имеют трехмерные П.— иониты. П. делятся на полимерные к-ты, полимерные основания и полиамфолиты (сополимеры, в состав к-рых входят как основные, так и кислотные группы). Большинство П. содержит слабые кислотные или щелочные группы (напр., карбоксильные или аминогруппы) и поэтому ионизовано только в присутствии сильного основания (для полимерных к-т) или сильной к-ты (для полимерных оснований). Тогда цепь П. несет на себе заряженные группы, а в окружающей среде в том же числе присутствуют низкомолекулярные ионы противоположного знака — противоионы. Ряд П. содержит сильные кислотные группы напр., фосфатные или сульфогрунпы). [c.111]

ИОНЫ. Атомы или более сложные части молекул, несущие отрицательный (анионы) или положительный (катионы) заряд. В водных растворах почти все кислоты, основания и соли распадаются на анионы и катионы, способные проводить электрический ток (явление диссоциации). При диссоциации кислот образуется катион водорода и анион кислотного остатка, например СНзСООН ч=ьН+ -Ь СНзСОО . При диссоциации оснований образуется катион металла или щелочного остатка и гидроксил, например КН40Н КН4+ -Ь он-. При диссоциации соли образуются катионы металлов или щелочных остатков и анионы кислотных остатков, например СНзСООКа Ка+ Ч- СН3СОО . Анионы обозначаются знаком минус, катионы — знаком плюс. Число плюсов и минусов показывает валентность И. (т. е. способность атома элемента присоединять определенное число атомов других элементов). Например, Ка+, гп +, С1 , 304 . По своим биологическим свойствам И. отличаются от соответствующих им элементов или молекул. Например, газообразный хлор или металлический натрий вредны для живых организмов, но ионы Ка+ и С1- в определенных количествах необходимы для каждого организма. Состав И., имеющихся в растительных и животных организмах, многообразен и их физиологические функции различны. [c.116]

Равновесия в растворах слабых кислот и оснований, содержащих общие ионы, очень часто используются в аналитической химии в качестве-систем, ионный состав которых может быть всегда изменен по желанию экспериментатора. Далее приведены примеры расчетов, пцказывающих, как следует выбирать начальные концентрации компонентов си-суемы, чтобы получить заданную равновесную концентрацию тех или иных ионов. [c.70]

При экспериментальном исследовании растворимости белка в систему обычно приходится вводить дополнительные компоненты — кислоты, основания или соли. В связи с возрастанием числа компонентов число степеней свободы также увеличивается [уравнение (2)]. Однако если контролировать состав системы по отношению к каждому из дополнительных компонентов и если в результате взаимодействия компонентов е образуется новых соединений, то система будет формально идентичной с описанной выше простой системой. В этой двухфазной системе состав раствора также остается постоянным независимо от соотношения объемов обеих фаз. Ниже термин растворитель применяется для обозначения как чистого вещества, так и раствора постоянного состава, поскольку с теоретической точки зрения применение каждого из них является эквивалентным. Сёренсен и Хёйруп [151] первыми установили, что при исследовании постоянства растворимости белка практически важно поддерживать неизменной концентрацию дополнительных компонентов, причем особенное внимание должно уделяться концентрации водородных ионов. [c.28]

Теории кислот и оснований. Представления о кислотно-основном равновесии начали формироваться в конце XVHI в. В работах Лавуазье кислотные свойства связывались с наличием кислорода. Однако, как было установлено Дэви и Гей-Люссаком, ряд вещ,еств, не содержащих кислорода, обладает кислотными свойствами (HF, НС1 н т. п.). В то же время многие кислородсодержащие соединения кислотами не являются. Поэтому было предложено считать кислотами вещества, в состав которых входит водород, способный замещаться на металл, С появлением представлений Аррениуса об электролитической ионизации возникла возможность классификации кислот и оснований по характеру их диссоциации в растворах. С этой точки зрения кислотой следует считать электролит, в водном растворе которого присутствуют гидратированные ионы водорода (ионы гидроксония). Основания в водных растворах отщепляют ион гидроксила. [c.264]

Карбоновые кислоты относятся к слабоионизированным средам. Вследствие их низкой диэлектрической проницаемости растворенные в карбоновых кислотах сильные минеральные кислоты и соли находятся в основном в виде ионных пар с низкими константами диссоциации. Поскольку индикаторные основания Гаммета протонируются и протонами, входящими в состав ионных пар, и протонами, находящимися в растворе отдельно, линейную зависимость IgA от Hq раствора следует трактовать как зависимость константы скорости реакции от суммарной прото-нодонорной способности среды. Изменение Яд в изученных растворах достигалось при изменении и концентрации минеральных кислот, и концентрации воды при этом все данные зависимости gk2 от Hq описывались общей прямой линией. Это позволяет сделать вывод, что катализ осуществляется протонированиём одного из реагентов, а не в результате ассоциации его с молекулой катализатора. [c.303]