Основные положения теории кислот и оснований

Реакции кислотно-основного взаимодействия

Задачи для самостоятельного решения.

1. Вычислите ионную силу 0,03 М раствора ВаСl₂ .

Ответ: 0,09.

2. Вычислите ионную силу раствора, содержащего 0,1 М НСl и 0,2 М СаСl₂ .

Ответ: 0,7.

3. Рассчитайте коэффициент активности хлорид- иона в 0,02М растворе СаСl₂.

Ответ:0,78.

4. Рассчитайте активности ионов калия и сульфата в 0,1 М растворе K₂SО_4.

Ответ: 0,124; 0,015.

5. Константа диссоциации синильной кислоты НСN равна 5∙10 ^-10 . Определите степень диссоциации кислоты в растворе, концентрация которого 0,1 М.

Ответ:0,007%.

6. Вычислите константу диссоциации уксусной кислоты СН₃СООН, зная, что в 0,1 М растворе она диссоциирована на 1,32%.

Ответ: 1,74∙10 ^-5

7. Степень диссоциации 0,01 М раствора NH₄OH составляет 4,15%. Вычислите константу диссоциации NH₄OH.

Ответ: 1,76∙10 ^-5 .

8. Вычислите равновесные концентрации ионов[H⁺] и [CH₃COO^-] в растворе уксусной кислоты СН₃СООН, зная, что степень диссоциации ее в данном растворе α =1,3%.

Ответ: 1,3∙10 ^–3.

Первая теория, разделившая вещества на кислоты и основания была предложена Аррениусом. В основе данной теории лежит электролитическая диссоциация веществ в растворах. Согласно Аррениусу, кислоты – это вещества, при диссоциации которых в водном растворе образуются ионы водорода H⁺, а основания – вещества, при диссоциации которых образуются ионы гидроксила OH^-. Однако данная теория имела некоторые недостатки. Опираясь на теорию Аррениуса невозможно объяснить, почему при растворении некоторых солей в воде среда могла быть кислой или щелочной, а при переходе к неводным растворителям многие вещества полностью изменяли свои кислотно –основные свойства. Разрешить данные противоречия пытались многие ученые. Наибольшее признание из всех известных теорий кислот и оснований получила протолитическая теория Бренстеда-Лоури. Согласно этой теории, кислоты – вещества или ионы, способные отдавать ион водорода (протон), основания – вещества или ионы, способные принимать протоны. Протолиты, обладающие свойствами как кислоты, так и основания, называют амфипротонными или амфолитами. К ним относятся вода и продукты ступенчатой диссоциации многопротонных кислот (например, НРО₄^2-, НС₂О₄^2-), поскольку они могут как присоединять, так и отдавать протоны. Кислотами и основаниями согласно теории Бренстеда-Лоури также могут быть незаряженные и заряженные соединения. Примеры представлены в таблицах 2.1, 2.2.

Таблица 2.1..Кислоты (по теории Бренстеда – Лоури)

Тип кислоты	Примеры	Реакция кислотно – основного взаимодействия в водном растворе
Молекулярные кислоты	HCl, H2CO3, HNO3, HCOOH	H2S + H2O D HS^- + H3O^+ к-та1 осн2 осн1 к-та2
Катионные кислоты	NH4^+, H3O^+, [Zn(H2O)6]^2+	NH4^+ +H2OD NH3 + H3O^+ к-та1 осн2 осн1 к-та2
Анионные кислоты	HSO4^-, HCO3^-, HC2O4^-	HCO3^-+H2ODCO3^2-+H3O^+ к-та1 осн2 осн1 к-та2

Все реакции кислотно – основного взаимодействия по теории Бренстеда – Лоури состоят в обратимом переносе протона от кислоты к основанию. В результате такого переноса образуется пара новых частиц, одна из которых способна отдавать протон, а другая его принимать. Таким образом, при взаимодействии кислоты и основания образуются сопряженные с ними кислоты и основания.

HA + B D HB⁺ + A^-

кислота 1 основание2 сопряженная сопряженное

кислота 2 основание1

Например,

NH₃ + H₂O D NH₄⁺ + OH^-

основание 1 кислота 2 сопряженная сопряженное

кислота 1 основание2

HСOOH + H₂O D H₃O⁺ + HCOO^-

кислота 1 основание 2 сопряженная сопряженное

кислота 2 основание 1

Таблица 2.2. Основания (по теории Бренстеда – Лоури)

Тип основания	Примеры	Реакция кислотно – основного взаимодействия в водном растворе
Молекулярные основания	NH3, CH3NH2, C6H5NH2	NH3 + H2OD NH4^++OH^- осн 1 к-та2 к-та1 осн2
Катионные основания	[Al(H2O)5OH]^2+, [Zn(H2O)5OH]^+	[Zn(H2O)5OH]^+ + H2O D[Zn(H2O)6]^2+ + OH^-
Анионные основания	Cl^-, NO2^-, HCOO^-, CO3^2-, HCO3^-	NO2^-+ H2ODHNO2+OH^- осн 1 к-та2 к-та1 осн2

Дата добавления: 2014-11-16