- •Предисловие
- •Оглавление
- •Глава 1
- •Глава 2
- •Глава 3
- •Глава 4
- •Глава 5
- •Глава 6
- •Глава 7
- •Глава 8
- •Глава 9
- •Основы аналитической химии
- •Способы выражения концентраций растворов
- •1.3. Объемный (титрометрический) анализ.
- •Механизм действия ионизационных индикаторов.
- •«Учение о растворах»
- •Классификация растворов.
- •2.2. Растворы неэлектролитов
- •Давление насыщенного пара растворителя.
- •2.3. Растворы электролитов.
- •2.4. Протолитическая теория кислот и оснований
- •Буферные растворы
- •Vсоли * Ncоли
- •Vкисл * Nкисл
- •3.2. Механизмы действия буферных систем
- •3.3. Буферные системы организма
- •Основы химической кинетики и термодинамики.
- •Факторы, влияющие на скорость. Катализ
- •Кинетика обратимых реакций. Химическое равновесие
- •Химическая термодинамика
- •2 Следствия закона Гесса:
- •Энтропия
- •Дисперсные системы. Получение, свойства, строение коллоидных растворов.
- •5.2. Строение коллоидных частиц
- •Методы получения коллоидных растворов
- •5.4. Свойства коллоидных растворов
- •5.5. Коагуляция коллоидных частиц
- •Правила коагуляции
- •Vзоля , л
- •Строение мицеллы слюны.
- •Глава 6 Высокомолекулярные соединения (вмс)
- •6.2. Факторы устойчивости вмс
- •Глава 7 Поверхностные явления
- •Явления, происходящие на границе раздела двух фаз.
- •Поверхностно активные и поверхностно инактивные вещества.
- •Адсорбция на подвижных и неподвижных границах
- •Адсорбция веществ из растворов на твердом адсорбенте
- •Избирательность адсорбции
- •Глава 8 Электропроводность растворов электролитов
- •Проводники второго рода, явления, связанные с перемещением ионов
- •8.2. Закон Кольрауша.
- •8.3. Электрохимия. Электрометрические методы анализа.
- •8.4. Электродные потенциалы.
- •8.5. Гальванические элементы
- •8.6. Диффузионный и мембранный потенциалы
- •8.7. Потенциометрия
- •8.8. Потенциометрический метод определения рН растворов.
- •Глава 9 Макро- и микроэлементы как химические компоненты живой природы
- •9.1. Основные принципы классификации химических элементов
- •Список использованной литературы
2.4. Протолитическая теория кислот и оснований
Эта теория была предложена Бренстедом в 1923 году, исторически она является последней и более совершенной. До этой теории существовали еще несколько других, обладающих как преимуществами, так и недостатками. Самая известная из них - теория электролитической диссоциации, предложенная Аррениусом в 1887 году.
В протолитической теории кислот и оснований выделяется особая группа веществ - протолитов, взаимодействие между которыми осуществляется при передаче протона Н+ (от одного к другому).
Вещества, которые отдают протон, являются кислотами, а вещества, которые протон присоединяют - основаниями.
Ион водорода - протон - обладает уникальностью, то есть отличается от всех других ионов:
-
обладает малыми размерами (в 10000 раз меньше других);
2. обладает высокой подвижностью;
3. единственный ион, у которого отсутствуют электронные оболочки; он может внедряться в электронные оболочки других атомов, образуя водородную связь.
При растворении НС1 в Н2О наблюдается протолитическое взаимодействие: НС1 ↔ Н+ + Сl ¯ или
НС1 + Н2О↔ Н3О+ + Сl ¯
Н3О+ - это ион гидроксония
Согласно этой теории, все кислоты делятся на несколько групп:
-
нейтральные: H2SO4, HC1, Н2О;
-
анионные: HSО4¯, H2PО4¯, НРО42-
-
катионные: NH4+, H3О+.
Основания:
-
нейтральные: Н2О, NH3;
-
анионные: CN¯, СН3СОО¯.
Некоторые вещества обладают амфотерностью, например, вода:
Н2О + Н2SO4 ↔ H3O+ + HSO4 ¯
основаниее кислота кислота основание
Н2O + :NH3 ↔ NH4+ + ОН ¯
кислота основание кислота основание
Для характеристики протолитических свойств растворителей используется понятие «сродства к протону» - это энергия, которая выделяется при присоединении протона к одной молекуле растворителя. В порядке уменьшения сродства к протону все растворители образуют ряд, например:
NH3 ; H20; C2H5OH; HCN; CH3COOH; HN03; H2S04
уменьшение сродства к H+, усиление кислотных свойств
Таким образом, любой член этого ряда является кислотой ко всем предыдущим членам этого ряда, например:
С2Н5ОН + HCN ↔ С2Н5ОН2+ + CN¯
основание кислота
Наибольшим сродством к протону обладает аммиак (NH3) - он всегда будет основанием. Например, при растворении спирта в аммиаке:
С2Н5ОН + NH3 → NH4+ +С2Н5О ¯
кислота основание
Упражнения для самостоятельной работы:
-
Рассчитать рН 0,01М раствора уксусной кислоты (СН3СООН), степень электролитической диссоциации α=0,15.
-
Рассчитать рН 0,1 М раствора NH4OH, если α=0,042 Рассчитать рН 0,5 М муравьиной кислоты (НСООН), если Кдисс (НСООН) = 1,77*10-4.
-
Рассчитать рН 0,05 М раствора НNO3.
-
Рассчитать рН 0,02 М раствора NaOH.
-
Осмотическое давление 0,01 М раствора KCl при 37 оС составляет 0,48 атм. Вычислить кажущуюся степень диссоциации соли
(R=0,082 л*атм/моль*К).
-
Раствор, содержащий 15 г неэлектролита в 100 г воды, замерзает при температуре -1,55 оС. Вычислить молярную массу неэлектролита.
-
Доказать амфотерность дигидрофосфат-иона (Н2РО4¯) с позиций протолитической теории.
Глава 3