Влияние природы растворителя на силу кислот и оснований

Все вещества лишь потенциально могут быть кислотами или основаниями. Проявить свои кислотные или основные свойства они могут лишь в протолитической реакции. Одним из компонентов такой реакции может быть растворитель. Поэтому существенным достоинством протолитической теории является учет влияния растворителя на процесс кислотно – основного взаимодействия. В зависимости от природы растворителя одно и то же вещество может проявлять как кислотные, так и основные свойства. Например, СН₃СООН в воде ведет себя как кислота, отщепляя протон по реакции:

СН₃СООН + Н₂ОD Н₃О⁺ + СН₃СОО^-,

а в безводной серной кислоте - как основание, присоединяя его по реакции:

СН₃СООН + Н₂SO₄ D CH₃COOH₂⁺ + HSO₄^-.

Согласно протолитической теории все растворители подразделяются на протолитические и апротонные.

Протолитические растворители, способны участвовать в реакциях кислотно – основного взаимодействия. Апротонные растворители не способны вступать в реакции, связанные с переносом протона. К апротонным растворителям относятся, например, углеводороды и их галогенопроизводные, бензол, гексан, хлороформ. Протолитические растворители, в свою очередь, делятся на протогенные, протофильные и амфипротные.

Протогенные (кислые) – растворители, обладающие только кислотными свойствами. Данные вещества являются донорами протонов. В таких растворителях легко диссоциируют основания, а диссоциация кислот затруднена.

Протофильные (основные) – растворители, обладающие основными свойствами, молекулы которых легко присоединяют протоны (ацетон, пиридин, диэтиловый эфир и др.). В таких растворителях диссоциация кислот усиливается, а диссоциация оснований заметно ослабевает.

Амфипротные (амфотерные) – растворители, молекулы которых могут как присоединять, так и отдавать протоны. К ним относятся, например, вода, спирты, фенолы. В амфипротных растворителях, которые приблизительно в одинаковой степени являются акцепторами и донорами протонов, диссоциируют и кислоты и основания. Важнейшей особенностью амфипротных растворителей является способность к передаче протона от одной молекулы растворителя к другой.

HS + HS D H₂S⁺ + S^-

Реакция, в которой одна молекула растворителя проявляет свойства кислоты, а другая свойства основания называется реакциией автопротолиза (самоионизации). Катион, образующийся из молекулы растворителя (H₂S⁺), называется лионий, а анион (S^-) – лиат.

Характеристикой равновесия автопротолиза служит константа автопротолиза K _HS:

В случае воды реакция автопротолиза протекает по уравнению

Н₂О + Н₂ОD Н₃О⁺ + ОН^-.

Ион H₃O⁺ называется гидроксонием, а OH^- - гидроксилом.

Дата добавления: 2014-11-16