Қышқылдар мен негіздердің сулы ерітінділердегі диссоциациялануы

Электролиттердің диссоциациялану теориясы тұрғысынан қарағанда қышқыл дегеніміз - сулы ерітінділерде гидроксоний (H₃O)⁺ ионын түзетін электролит. Негіз дегеніміз сулы ерітіндіде диссоциацияланғанда ОН^- ионын түзеді.

Электролиттік диссоциация жүруі молекуланың полюстігіне байланысты. Мысалы ROH осылысында O–H байланыс R-дің қасиетіне тәуелді

Амфотерлі электролиттерде диссоциация екі түрлі жолмен ж‰редҢ:

Zn(OH)₂ Zn²⁺ + 2OH^-

Zn(OH)₂ ZnO^2-₂ + 2H⁺

НегҢзгҢ амфотерлҢ элеткролиттер: Al(OH)₃, Cr(OH)₃, Be(OH)₂, Sn(OH)₂, Zn(OH)₂

Электролиттік диссоциация теориясы құрғақ HCl, NH₃ - тің негіздік, қышқылдық қасиеттерін түсіндіре алмады. Сондықтан басқа теориялар ұсынылды.

Бренстед (1923ж) протондық теория ұсынды. Бүл теория бойынша қышқыл дегеніміз өзінен протон бөлетін, ал негіз - өзіне протон қосып алатын зат. Процестің схемасы:

НА +В^- НВ +А

Қышқылдық - негіздік реакция былай жазылады:

қышқыл₁ + негіз₂ қышқыл₂ + негіз₁

Мысалы:

НСl + NH₃ NH₄⁺ + Cl^-

қышқыл негіз қышқыл негіз

Бренстед теориясы бойынша кез келген протоны бар қосылыс әрекеттесіп тұрған қосылыстың табиғатына байланысты амфотерлі бола алады.

Мысалы су мынадай тепе-теңдікте:

НСl + H₂О H₃О⁺ +Cl^-

әлсіз негіз рҰлін атқарып тұр, ал келесі тепе-теңдікте:

NH₃ + H₂О NH₄ + ОН^-

қышқыл рҰлін атқарады, демек H₂О - амфотерлі электролит.

Қышқылдық-негіздік теориялардың ішінде Льюис теориясына да көңіл бөлген жөн. Бұл теория бойынша - қышқыл дегеніміз өзіне электрондар қосағын қосып алатын зат, ал негіз - электрон қосағын бере алатын зат. Осындай жағдайда коваленттік байланыс түзіледі.

НСl + NH₃ NH₄⁺ + Cl^-

қышқыл негіз қышқыл негіз

Бірақ бұл теория кәдімгі қышқылдардың диссоциациясын түсіндіре алмады. Қышқылдар мен негіздерге басқа да ғалымдар көп көңіл бөлген. Мысалы Р.Дж. Пирсон, Э.К. Франклин, Н.А. Измаилов және қазақстандық ғалым, академик М.И. Усанович. Усановичтің ілімі бойынша бір заттан катион бөлініп, ол катион анионмен қосылып тұз түзілсе, ол зат қышқыл деп аталады. Ал заттан анион бөлініп, ол анион электрондар арқылы катионмен әрекеттесіп тұз түзілсе, ол зат негіз деп аталады.

5. Судың электролиттік диссоциациясы. Судың иондық көбейтіндісі

Су – әлсіз электролит. Диссоциациялану схемасы:

Н₂О Н⁺ + ОН^- немесе 2Н₂О (Н₃O)⁺ + ОН^-

Судың диссоциациялану константасы.

[Н⁺][ОН^-]

K_g= = 1,86 ^.10^-16

[H₂O]

Су аз диссоциацияланады, сондықтан судың молекулаларының концентрациясын [H₂O] тұрақты деп санауға болады. 1 литр суда (1000:18) = 55,55 моль болады. Сондықтан:

K_g= 1.86 ^.10^{-16 .} 55,55 = 10^-14

K_g=[Н⁺][ОН^-]= 10^-14

Осы көбейтінді тұрақты, ол судың иондық көбейтіндісі деп аталады. К_W - деп белгіленеді, температура өзгерсе, ол да өзгереді.

[Н⁺][ОН^-]= 10^-14

Егер [Н⁺] > 10^-7 - орта қышқыл

[Н⁺] = 10^-7- орта нейтрал

[Н⁺] < 10^-7- орта сілтілі

Ал егер сутегі иондарының орнына, олардың концентрацияларының логарифмін алсақ (ыңғайлы болады)

рН = lg [H⁺]- бұл сутектік көрсеткіш

рН < 7 - орта қышқыл

рН = 7 - орта нейтрал

рН > 7 - орта сілтілі

Сутек пен гидроксил-ионының концентрацияларын логарифмдесек, олардың қосындысы 14-ке тең

рН = -lg H⁺ ; рОН^- = -lg [OH^-]

сонда рН +рОН =14