Кислотно-основные Бренстеда

В области органической химии было предложено множество эмпирических формул, связывающих реакционную способность (химическую) и строение 12, 166]. Однако большинство из них позволяют дать лишь качественную оценку и приводят к очень плохому количественному совпадению. Правда, в последнее время в этом направлении был сделан ряд довольно успешных попыток, причем большинство из них такого же типа, как и соотношение Бренстеда — Педерсена для общего кислотно-основного катализа они дают линейную связь свойств молекул со свободной энергией. Подобно соотношению Бренстеда — Педерсена, они основаны на предположении, что, если данная молекула принимает участие в двух обратимых процессах, изменение строения одинаковым образом влияет па относительные изменения свободной энергии в обоих процессах. [c.524]

Много места в книге отведено кислотно-основным равновесиям и теории кислот и оснований. Однако в соответствии с многоступенчатым характером изложения весь этот материал подан не как обычно-одной и не всегда легко усвояемой порцией, а увязан с другими, подчас далеко отстоящими в тексте темами. Например, вводя представления об электролитической диссоциации растворов, авторы ограничиваются определениями кислот и оснований по Аррениусу. Далее в связи с обсуждением кислотноосновных равновесий в растворах приводятся более общие определения Бренстеда и Лаури. И только после ознакомления с льюисовыми структурами молекул даются наиболее общие определения кислот и оснований по Льюису. Сложные проблемы расчета кислотно-основных равновесий вообще вынесены в отдельное приложение. [c.7]

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]

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]

Соотношение Бренстеда, связывающее скорость реакций кислотно-основного катализа в растворах с силой [c.64]

Гомогенный кислотно-основной катализ является, вероятно, самым старым из открытых каталитических эффектов. Исключительное значение воды как реакционной среды или реагента оправдывает предложенные Бренстедом — Лоури определение кислоты как донора протонов и определение основания как акцептора протонов [17]. Сопряженные пары кислот и оснований определяются реакцией [c.36]

Классическими гомогенными катализаторами изомеризации олефинов, известными более 100 лет, являются неорганические и органические кислоты. В 50 гг. было найдено, что изомеризация активируется не только кислотами, но и основаниями, и работы 60 гг. посвящены преимущественно основному катализу. Однако в последнее десятилетие быстро растет интерес к новому направлению гомогенного катализа — катализу комплексами металлов. Эти разные, на первый взгляд, типы активирования имеют много общего, так как кислотно-основный катализ связан с координацией молекул растворителя, катализатора и олефина в активный комплекс, а при катализе комплексами металлов образование ионов углеводородов и их превращения представляют собой один из этапов изменения олефина. Оба типа активирования характеризуются общими корреляционными кинетическими закономерностями (уравнение Бренстеда применимо во всех случаях), сходным влиянием растворителя и т. д. [c.88]

Существенным для подбора гетерогенных кислотно-основных катализаторов является применимость к гетерогенному катализу уравнения Бренстеда. Ввиду отсутствия жидкой фазы, а следовательно, [c.35]

Широкое применение находит метод корреляции в форме сравнения констант скоростей ряда сходных реакций с константами какой-нибудь простой, опорной реакции. В основе этого метода лежит ряд эмпирических зависимостей. Одной из простейших зависимостей является уравнение Бренстеда для реакций кислотно-основного катализа. Уравнение Бренстеда записывается в форме [c.661]

Для установления природы и числа кислотных центров на поверхности твердых кислот использовались различные методы. Авторы стремились выявить различия между кислотными центрами Бренстеда и Льюиса, а также найти их общее число и распределение. К сожалению, большинство описанных методов применимо лишь при невысоких температурах, далеких от тех, которые используются в каталитическом крекинге, вследствие чего они только в общих чертах отражают основные тенденции, но не дают точных результатов. [c.108]

Однако большинство экспериментальных данных указывает, по-видимому, на то, что ответственны за каталитическую активность алюмосиликатов в основном протонодонорные центры. Так, цеолит типа У в редкоземельной форме (т. е. ионы натрия обменены на ионы редкоземельных элементов), глубоко дегидратированный при 650 °С, практически неактивен в крекинге, при гидратации его активность повышается в несколько тысяч раз. Природа катиона, по-видимому, влияет на подвижность протона и стабильность кислотных центров Бренстеда. [c.214]

Кислотно-основные свойства катализаторов. Сведения о кислотности часто необходимы при оценке свойств катализаторов. Активность и селективность катализаторов в реакциях крекинга органических соединений, изомеризации, полимеризации, дегидратации и других находятся в непосредственной связи с их кислотными свойствами. В настоящее время общепризнанным является принцип родственности механизмов гомогенного и гетерогенного кислотного катализа. Поэтому, по аналогии с гомогенным катализом, в гетерогенном катализе используются такие понятия, как кислота Бренстеда , кислота Льюиса и, соответственно, бренстедовские и льюисовские кислотные центры. Однако вопросы структуры кислотных точек на поверхности катализаторов, возможность перехода одного типа кислотных центров в другой, а также их влияние на поведение катализатора в процессе все еще остаются дискуссионными. [c.381]

Теория протолитического равновесия (Бренстеда) не может объяснить кислотно-основные свойства апротонных веществ, в состав которых водород не входит, как, например, галогениды бора и алюми-1ШЯ, хлорид олова (IV) и др. Кислотно-основные свойства апротонных веществ рассматриваются на основе электронной теории кислот и оснований (Льюис). Отличительным признаком кислоты и основания по электронной теории является их взаимная нейтрализация, осуществляемая образованием ковалентной связи между атомом в молекуле основания, обладающим свободной парой электронов, и атомом в молекуле кислоты, в электронную оболочку которого эта пара электронов включается. [c.421]

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]

Кроме того, катализ может осуществляться веществами — донорами или акцепторами протонов (кислоты и основания Бренстеда). Такой кислотно-основной катализ называется общим. [c.346]

Теория Бренстеда исходит из аналогии между кислотно-основными и окисли-тельно-восстановительными равновесиями (см. гл VI, 1), которая состоит в следующем. [c.43]

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]

Дж. Бренстед и Т. Лоури ввели определение кислот и оснований как веществ, способных отдавать и принимать протон соответственно, объяснив факты общего кислотно-основного катализа. [c.344]

По Бренстеду, кислота — вещество, способное отдавать протон H I, NHJ, HjO), а основание — вещество, способное присоединять протон (ОН , NH.,, RO ). Кис.пота АН и основание В связаны кислотно-основным равновесием [c.225]

Связь типа соотношения линейности Бренстеда — Поляни имеет место и в явлениях кислотно-основного катализа в ряду сходных катализаторов данной реакции константа скорости кислотного катализа и константа кислотности катализатора (константа ионизации кислоты—катализатора) связаны соотношением [c.291]

Теория Льюиса не противоречит теории Бренстеда. Она включает в круг кислотно-основных взаимодействий значительно большее число соединений и очень удобна для объяснения механизма органических реакций. Однако для объяснения кислотно-основных взаимодействий наиболее целесообразно применять теорию Бренстеда — Лоури, так как в этом случае протон имеет принципиальное значение. [c.119]

В связи с этим кислотно-основные свойства комплексных соединений рассматриваются с точки зрения протолитической теории Бренстеда с учетом положения Вернера о прочности связи М—ОН (где М —тяжелый металл-комплексообразо-затель). [c.281]

Существование зависимости между зарядом образующегося комплексного иона и его кислотно-основными свойствами было впервые отмечено Бренстедом. Оказалось, что чем выше положительный заряд комплекса (или чем ниже отрицательный заряд комплексного аниона), тем сильнее выражены кислые свойства комплекса. Установлено, что часто комплексные анионы оказываются основаниями, в то время как комплексные катионы [c.284]

Рассмотрим вывод количественного уравнения Бренстеда для этого частного случая кислотно-основного равновесия, а затем обобщим вывод для любых случаев таких равновесий. [c.265]

Уравнение Бренстеда имеет большое значение для объяснения зависимости кислотно-основного равновесия от свойств среды, хотя оно недостаточно полно и точно, потому что Бренстед воспользовался неточным и неполным выражением для коэффициентов активности уЦ°. Но в основном оно передает характер зависимости кнслотно-основного равновесия от свойств среды. [c.268]

Начиная со 2-й пол. 20 в. бурно развиваются кинетич. методы исследования, происходит становление теории цепных реакций (Н. Н. Семенов), основ теории кислотно-основного (Бренстед — Лоури) и гетерог. катализа, на базе к-рых разрабатываются пром. методы дегидрирования углеводородов, в т. ч. нефтяных, с получением олефинов, бензола и его гомологов, алкилирования парафивов олефинами и др. Большое значение приобрели синтез Фишера — Тропша (восстановление окиси углерода водородом) с получением метанола и тедельных углеводородов, р-ция Дильса — Альдера, карбодиимидный синтез пептидов, методы определения последовательности аминокислот в белках. В связи с возникшей проблемой дефицита жидкого топлива огромное значение приобрела р-ция Бергиуса (гидрирование угля в жидкие углеводороды, 1912—13). [c.413]

Рассмотрение общего кислотно-основного катализа как реакции передачи водорода , вызванной кислотами и основаниями, включает, естественно, вопрос о связи каталитической сплы кислот с их константой ионизации. Еще раньше было устаповлено, что между этими двумя константами существует определенная связь. Тейлор [33] предложил первое количественное соотношение, в котором кислотпо-каталитическая константа кислоты /iha была пропорциональна K , т. е. корню квадратному из константы ионизации. Предложенное позднее [34] уравнение Бренстеда для общего кислотно-основного катализа широко используется как эмпирическое соотношение [c.484]

Льюис [73], ссылаясь на такие основания Бренстеда, утверждает, что должны существовать обобщенные кислоты, а именно такие соединения, которые могут служить акцепторами пары электронов. Это дает возможность говорить о кислотно-основных реакциях в непротонных системах. [c.499]

В настоящее время используются и разрабатываются несколько обобщенных теорий кислот и оснований. Наиболее широко применяются три теории — гео/ я сольвосистем, начало которой поло жили работы американских химиков Кэди и Франклина,опубликованные в 1896—1905 г., протонная теория кислот и оснований, выдвинутая в 1923 г. независимо датским ученым Бренстедом и английским ученд ш Лоури, электронная теория, предложенная в 1923 г. американским физико-химиком Льюисом. Хотя эти теории исходят из разных предпосылок, они не противоречат друг другу, и каждая из этих теорий анализирует те особенности кислотно-основного взаимодействия, которых другая теория не касается.. Во-, прос о том, какую из указанных теорий использовать, следует решать, исходя из конкретных условий поставленной научной или технической задачи. [c.271]

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]

Использование ooтнoнJeния линейности Бренстеда — Поляни для гетерогенного гетеролитического катализа приводит к существенным осложнениям, которые вызываются трудностью количественной характеристики кислотности поверхности твердых катализаторов, а также более сложным характером взаимодействия. При гетерогенном кислотно-основном катал1гзс молекулы реагирующих веществ, наряду с протолнтическим взаимодействием обычно связаны с поверхностью катализатора также электростатическими и обменными силами, что влияет на реакционный путь и энергию активного комплекса. [c.465]

Кислотно-основной катализ ускоряет гомогенные реакции, зависящие от кислотности среды. Показано, что кислоты — это не только ионы гидроксония, но любые частицы, способные быть донорами протонов, а основания — это любые акцепторы протонов (см. схему Бренстеда в гл. XIII). [c.228]

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]

Кислотно-основной катализ осуществляется не только кислотами и основаниями Бренстеда (протонными), но и в присутствии апротонных кислот и оснований по Льюису. Согласно Льюису, основание — вещество, донор электронных пар, например 1МН3, а кислота — вещество, акцептор электронных пар, например А1С ВРз, 5пС14- Кислоты Льюиса катализируют многие ре- [c.626]

Амфотериым соединением, или амфолитом, по Бренстеду, может быть любая протонсодержащая частица, которая в зависимости от природы партнера по кислотно-основному равновесию либо отдает ему протон, выполняя функцию кислоты, либо присоединяет протон от партнера, выполняя функцию основания. Ниже приводятся примеры таких равновесий [c.44]

В 1932 г. А. Н. Фрумкин указал на аналогию между формулой Тафеля и хорошо известным из теории кислотно-основного катализа соотношением Бренстеда. Такая аналогия может быть установлена, если рассматривать электрод как основание, протонирующееся при разряде иона водорода. Эта работа явилась своеобразным мостом между зарождающимися представлениями электрохимической кинетики и общекинетическими закономерностями и легла в основу трактовки электродных процессов, проведенной в 1935 г. М. Поляньи и Ю. Го-риути. Более строгий квантовомеханический подход был развит в 60-х годах в работах Н. Хаша, Р. Маркуса, X. Геришера, Р. Р. Дого-надзе, А. М. Кузнецова и др. [c.10]

В 1932 г. А. Н. Фрумкин указал на аналогию между формулой Тафеля и хорошо известным из теории кислотно-основного катализа соотношением Бренстеда. Такая аналогия может быть установлена, если рассматривать электрод как основание, протонирующееся при разряде иона водорода. Эта работа явилась своеобразным мостом между зарождающимися представлениями электрохимической кинетики и общекинетическими закономерностями и легла в основу трактовки электродных процессов, проведенной в 1935 г. М. Поляньи и Ю. Гориути. [c.12]

Обычно кислотность (по Бренстеду) оценивается константой кислотной диссоциации в воде К [А"1 (НаО+1 [АН]- чем выше тем сильнее кислота сильные кислоты (H IO4, H2SO4, НС1) практически полностью диссоциированы на ионы в разбавленных водных растворах слабые кислоты (СН3СООН) диссоциированы в незначительной степени (рК 4,76). Основность оценивается константой равновесия В + Н,0. ВН+ + НО-, Кь = [НВ+КНО -] [В]- чем больше /Сь. тем сильнее основание. Диссоциация кислот и оснований зависит от растворителя, его диэлектрической проницаемости, сольватирующей способности и способности выступать в качестве кислоты или основания. [c.225]

Более общую точку зрения на природу кислот и оснований, а также и на их диссоциацию выдвинул Г. Льюис, определивщий кислоту как акцептор пары электронов, а основание—как донор пары электронов. Его концепция идет дальше теории Бренстеда — Лоури и не связывает кислотно-основные свойства веществ с наличием в них протона. По Льюису, взаимодействие между кислотой (ЗОз) и основанием (Н2О) с образованием Н2504 можно выразить следующим образом [c.119]

И Льюис и Усанович правильно указывают на аналогию в поведении протонсодержащих и апротонных соединений в протонных к апротонных растворителях, но использование, например, определения Льюиса осложняется тем, что, с одной стороны, строение целого ряда веществ нельзя выразить одной электронной формулой , а с другой стороны, строение многих комплексов вообще не известно . Кроме того, вследствие излищней обобщенности теряется специфика, присущая кислотно-основному взаимодействию (например, по сравнению с окислительно-восстановительным), тогда как теория Бренстеда позволила обобщить огромный фактический материал и является стройным физикохимическим учением о кислотности — основности, наиболее приемлемым на современном этапе развития химии . [c.281]

Количественная теория Бренстеда основана на представлениях о том, что кислотно-основное равновесие возможно только как двойное протолити-ческое равновесие. Взаимодействие между кислотой и основанием приводит к образованию нового основания, соответствующего кислоте, и к образованию новой кислоты, соответствующей основанию [c.265]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология