12. Кислотно-основное равновесие. Протолитическая теория кислот и оснований. Сила кислот и оснований, их количественная оценка. Направление кислотно-основных реакций.

Более общей теорией кислот и оснований является протолитическая теория Н. Бренстеда и Т. Лоури (1923).

 В протолитической теории кислотами называются вещества, способные  отдавать протон другому веществу, а основаниями – вещества, способные  принимать протон.

Сущностью кислотно-основного взаимодействия является передача протона от кислоты к основанию. При этом кислота, передав протон основанию, сама становится основанием, так как может снова присоединять протон, а основание, образуя протонированную частицу, становится кислотой. Таким образом, в любом кислотно-основном взаимодействии участвуют две пары кислот и оснований, названные Бренстедом сопряженными.

Сила кислот и оснований, согласно протолитической теории, оценивается по реакции с водой. Равновесному состоянию: кислота + Н2О = основание + Н3О+ соответствует константа равновесия: К = [осн]*[H3O+]/ [кисл] 

Чем больше величина константы, тем выше концентрация [Н3О+] и тем сильнее кислота. В кислотно-основной паре сильной кислоте соответствует слабое основание и наоборот.

Чтобы количественно оценить силу кислот и оснований, нужно посмотреть на Ка и Кб

13. Классификация растворителей по донорно-акцепторным свойствам по отношению к протону. Нивелирующее и дифференцирующее действие растворителя. Типы дифференцирующего действия растворителей.

Растворители:

протонные -могут отдавать или принимать протон.

Кислотные - способны к отдаче протона, основные –способны присоединять протон, амфотерные и то и другое.

апротонные – не обладают донорно-акцепторными свойствами по отношении к протону.

Если вещество взято в качестве растворителя, то в зависимости от того, какая тенденция отдача или присоединение протона у него преобладает, то оно может различным образом влиять на ионизацию растворенного вещества.

По влиянию на кислотно-основные св-ва: невелирующие и дифференцирующие

При высо­ких значениях Ka равновесие сме­щено вправо практически нацело. В этих условиях в растворе практически отсутствуют свободные частицы НА, вме­сто них появляется эквивалентное количество ионов лиония SH2+ . Таким образом, ион лиония — самая сильная кислота, которая может существовать в данном растворителе. Все кислоты, более сильные, чем ион лиония, нацело превращаются в него и как бы «выравниваются» (нивелируются) по своей силе. Например, в воде кислотно-основные свойства всех кислот с рКа<0 (HCl, HBr, HNO3, HClO4 ) одинаковы.

Аналогичное явление наблюдается и для основании сильные основания с Kb<0 нацело превращаются в ион лиата S- 

Для протофильных растворителей наблюдается только нивелирование силы кислот, но не оснований. В апротонных растворителях нивелирующий эффект отсутствует.

Чем сильнее основные свойства растворителя, тем больше кислот нивелируется в нем (тем сильнее кислота). Аналогично, чем сильнее кислотные свойства растворителя, тем больше оснований нивелируются в нем

При переходе от более к менее основному растворителю происходит обратное явление: сильные кислоты могут стать слабыми. Например, в воде HCl и HNO3 — сильные кислоты (рKa<0). В ледяной уксусной кислоте они становятся слабыми и, следовательно, различающимися по своим ки­слотно-основным свойствам. Этот эффект называется дифференцирующим эффектом растворителя. 

То есть: чем более кислотными свойствами обладает растворитель, тем слабее в нем кислоты и тем более сильнее его диф действие

Типы дифференцирующего действия:

1. Измерение относительной силы кислот различной хим природы (уксусная кислоты и динитрофенол в воде одинаковой силы)

2. Измерение относительной силы минеральных кислот в протогенных растворителях

3. Измерение относительной силы мин кислот в протофильных р-лях с низким значением диэлектр проницаемостью (Чем меньше диэлектр проницаемость, тем больше диф действие)