Справочник от Автор24
Найди эксперта для помощи в учебе
Найти эксперта
+2

Кислоты и основания Бренстеда

Определение кислот и оснований по Бренстеду и Лаури

В 1923 г. независимо друг от друга Бренстед и Лаури предложили определение кислот и оснований, учитывающих положение о том, что протон в растворе существовать не может. Согласно их определению,

  • кислота -- это соединение, частицы которого (ионы или молекулы) в результате протонотранспортной реакции способны отдавать протон другому веществу;

  • основание -- это соединение, частицы которого (ионы или молекулы) в результате протонотранспортной реакции принимают протон от другого вещества.

И основание, и кислота во время реакции могут переносить протон, поэтому их называют протолитами. Реакции между протолитами называются протолитическими.

Исходя из этого, кислоты являются протон - донорными веществами, а основания считают протон - акцепторными веществами.

  • Кислота ↔ Основание + H+

Однако данное соотношение не описывает истинную реакцию (протон H+ в растворе не существует).

В растворе происходит соперничество за протон, в котором участвует и растворитель. Кислоту и основание, связанные за счет обмена протоном, называют сопряженной кислотно -- основной парой:

  • Кислота 1 ↔ сопряженное основание 1+ H+;

  • Основание 2 + H+ ↔ сопряженная кислота 2.

В общем виде реакцию между кислотой и основанием можно записать следующим образом:

  • Кислота 1 + Основание 2 ↔ сопряженное основание 1 + сопряженная кислота 2.

Кислота 1 будет превращаться в сопряженное с ней основание, и, наоборот, основание 2 превращается в сопряженную с ним кислоту.

Реакции между кислотами и основаниями Бренстеда

Кислотные взаимодействия характеризуются как реакции между кислотами и основаниями. Если в растворе нет основания -- акцептора протона, то вещество как кислота реагировать не может. При этом необходимо присутствие более сильного основания, способного оторвать протон от кислоты. Протон отщепляется от кислоты не самопроизвольно, а под действием основания. Нельзя разделять кислотные и основные свойства, так как существует единое кислотно -- основное взаимодействие.

«Кислоты и основания Бренстеда» 👇
Помощь эксперта по теме работы
Найти эксперта
Решение задач от ИИ за 2 минуты
Решить задачу
Найди решение своей задачи среди 1 000 000 ответов
Найти

Вода является амфотерным растворителем и может выступать как в роли кислоты, так и в роли основания.

Пример 1
  1. Вода в роли кислоты, является донором протона:

    • RNH2+H2ORNH3++OH;
    • HSO4+H3O+H2SO4+H2O;
    • CH3CO2+H2OCH3CO2H+OH.
  2. Вода в роли основания, действует как акцептор протонов:

  • HSO4+H2OH3O++SO42;
  • CH3CO2H+H2OH3O++CH3CO2.

Ионы могут обнаруживать двойные функции: выступать и как основание и как кислота. Свойства конкретного соединения зависят от свойств, проявляемых конкурирующей сопряженной пары.

Пример 2

Гидрокарбонат -- анион HCO3- может проявлять двойственный характер взаимодействия с водой.

  • ведет себя как донор (кислота):

    • HCO3(p)+H2O(ж)>H3O+(p)+CO32(p)
  • ведет себя как акцептор (основание):

    • HCO3(p)+H2O(ж)>H2CO3(p)+OH(p)
Определение 1

Вещества - протолиты, способные отдавать и присоединять протоны, называются амфолитами или амфипротонными веществами.

Свойства кислот и оснований противоположны и при взаимодействии они нейтрализуют друг друга, то есть протекает реакция нейтрализации. В результате данной реакции образуется соль (ионное соединение) и вода.

Согласно теории Бренстеда -- Лоури, кислоты можно рассматривать как гидратированные ионы металлов. Вода, которая находится во внутренней сфере ионов, выступает донором протонов.

Протолитическая теория описывает многие равновесия. Примеры таких процессов изображены в таблице:



Рисунок 1.

Кислотно - основное титрование - одно из важнейших применений реакции нейтрализации. С его помощью определяют концентрации основания или кислоты в растворе, широко используется в аналитической химии.

При определении концентрации кислоты, пользуются стандартным раствором основания (т.е. с известной концентрацией). И наоборот, при определении концентрации основания пользуются стандартным раствором кислоты.

Количественная характеристика силы кислоты

Кислотно - основные взаимодействия необходимо рассматривать с позиций термодинамики, так как оно является достаточно быстрым и равновесным процессом.

Количественно кислотность вычисляют по отношению к воде. При этом мерой кислотности выступает константа равновесия реакции (константа кислотности) Ka:

AB+H+

Измерить абсолютное значение Кa невозможно, так как данное равновесие возможно при наличии сопряженной пары. Значение константы кислотности можно предопределить относительно выбранного стандарта.

Стандартное равновесие имеет вид:

H3O+H2O+H+, Ka=1;

Тогда для любого кислотно -- основного процесса:

A1+B2A2+B1

Константы кислотности кислоты при взаимодействии с водой будут теми же, что и в теории Аррениуса. Для многоосновных кислот первая константа равновесия всегда больше последующих.

Дата последнего обновления статьи: 06.05.2024
Получи помощь с рефератом от ИИ-шки
ИИ ответит за 2 минуты
Все самое важное и интересное в Telegram

Все сервисы Справочника в твоем телефоне! Просто напиши Боту, что ты ищешь и он быстро найдет нужную статью, лекцию или пособие для тебя!

Перейти в Telegram Bot

Изучаешь тему "Кислоты и основания Бренстеда"? Могу объяснить сложные моменты или помочь составить план для домашнего задания!

AI Assistant