Химия

 


 

Производство

Сырье и энергия
Сера и серная кислота
Связанный азот
Удобрения и химикаты
Силикаты
Кислоты щелочи хлор
Металлы
Алюминий
Чугун и сталь
Полупроводники
Топливо
Органический синтез
Синтетические соединения
История химии



Яндекс.Метрика

Теория кислот и оснований

Вместе с развитием учения о растворах эволюционировали теории кислот и оснований'.
В 1923 г. датский физико-химик И. Бренстед разработал протолитическую теорию кислот и оснований, в которой основную роль играет ион водорода—протон. Всякое вещество, которое может отдать протон, является кислотой, а то, которое может присоединить протон, — основанием. В качестве кислот и оснований могут выступать не только нейтральные молекулы а и ионы, являющиеся донорами и акцепторами протона. Так, НзО+ — кислота. Растворители типа воды или аммиака амфотерны:
Нар  Н+ + ОН"
Отличительной чертой протолитической теории служило положение, согласно которому продуктами кислотно-основного взаимодействия является не соль, а новая кислота и новое основание:
НС1 + NH3 Щ С Г + NH4+
Н20 + NH3j=2 ОН" + NH4+
И. Бренстед подчеркивал, что понятия «кислота» и «основание» нельзя закреплять за конкретными веществами, так как одно и то же вещество может быть и кислотой, и основанием в зависимости от природы растворителя и других условий.
Протолитическая теория значительно расширила круг веществ (молекулы органических и неорганических веществ и растворителей, комплексные катионы и анионы кислот), включенных в число кислот и оснований. Теория Бренстеда как весьма законченное и стройное физико-химическое учение о кислотности-основности получила широкую известность и признание. Однако в 1938 г. против «культа протона» выступил Г. Льюис.
Еще в 1923 г. Г.Льюис на основе электронных представлений развил электронную теорию кислот и оснований: «Основание — вещество, обладающее свободной парой электронов, которая может быть использована для образования устойчивой электронной группировки другого атома. Обычно такой группировкой является октет электронов. Кислота —вещество, которое может использовать свободную пару электронов атома другой молекулы для образования устойчивой электронной группировки одного из своих атомов».
Теория Льюиса встретилась с трудностями, которые она не могла преодолеть. Так, например, факты амфотерности, проявление водой основных и кислотных свойств теория Льюиса не смогла объяснить.
Теория Бренстеда не предусматривала существования апротонных кислот. В связи с этим М. И. Усанович в 1939 г. ввел новые определения: кислоты — вещества, способные отдавать электроположительные частицы и присоединять электроотрицательные, а основания — вещества, способные отдавать электроотрицательные частицы и присоединять электроположительные, например:
S03 + 2Н20 *=± Н30+ + HS04
Вода, отдавая анион 02-, является основанием, а оксид SO3, присоединяя этот анион, —кислотой. Эти определения позволили охватить протонные и апротонные кислоты и объяснить образование соли как результат взаимодействия между кислотой и основанием1.
В 50-х годах Н. А. Измайлов исследовал влияние растворителя на относительную силу кислот и оснований, являющееся следствием взаимодействия (сольватации) с растворителем, и обосновал единую шкалу кислотности. Согласно схеме Измайлова, кислотно-основные взаимодействия протекают значительно сложнее, чем это следует из теории Бренстеда:
НА + вМ=2 НАМ. з=± [МЯН]+ • [А]"Я [M,Hf + ГАГ
Переход протона, являющийся по теории Бренстеда главным содержанием реакции между кислотой и основанием, в действительности представляет собой только конечную и не всегда обязательную стадию взаимодействия.
В 1963 г. Р.Пирсон разработал новую теорию кислот и оснований: все кислоты и основания в зависимости от поляризуемости следует делить на жесткие и мягкие, а кислотно-основное взаимодействие осуществляется преимущественно между близкими по жесткости кислотами и основаниями.
Современные теории кислотно-основного взаимодействия оказали существенное влияние на изучение механизма кислотно-основного катализа. В настоящее время теория кислотно-основного катализа распространяется на широкий круг гомогенных, гетерогенных и ферментативных реакций, катализируемых газообразными, жидкими, твердыми кислотами и основаниями, а также кислотоподобными веществами. Она охватывает очень многие неорганические реакции, реакции классического синтеза, каталитические превращения углеводородов с помощью металлокомплексных соединений, а также биологические процессы.


1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200


Интересное



 

© 2011 Химическая промышленность
Копирование материалов сайта разрешается только с указанием прямой индексируемой ссылки на источник.