Кислоты и основания Бренстеда. Сила кислот и оснований
Органическая химия / Кислоты и основания / Органическая химия / Кислоты и основания / Кислоты и основания Бренстеда. Сила кислот и оснований Кислоты и основания Бренстеда. Сила кислот и оснований

Способность кислот и оснований Льюиса взаимодействовать друг с другом определяется их абсолютной "жесткостью" и абсолютной электроотрицательностью. Понятия "сильная кислота Льюиса" или "слабая кислота Льюиса" мало характеристичны, поскольку "сила кислоты" зависит от типа основания-партнера, а "сила основания" связана с типом взаимодействующей с ним кислоты.

С другой стороны, для характеристики кислот и оснований Бренстеда широко используются термины "сильный" и "слабый". Если равновесие (3.1) полностью сдвинуто вправо, то можно сделать вывод, что основание В сильнее основания А- или, по-другому, кислота ВН+ слабее кислоты АН. Сила бренстедовских кислот и оснований зависит от среды, т.е. от растворителя. Это связано с тем, что молекулы растворителя сами являются основаниями или кислотами Бренстеда. Например, если растворить кислоту АН или основание В в воде, то в растворе как кислота, так и основание будут в определенной степени ионизированы:

Степень ионизации характеризует силу кислоты или основания в водном растворе.

Степень ионизации характеризует силу кислоты или основания в водном растворе. В разбавленных водных растворах HCl диссоциирует полностью. Поэтому если постепенно добавлять в водный раствор HCl крепкий раствор NaOH (чтобы объем при добавлении практически не менялся) и по мере добавления измерять электропроводность нейтрализуемого раствора, то будет наблюдаться картина, описываемая кривой 1 на рис. 3.4.

Рис. 3.4. Зависимость электропроводности раствора сильной (1) и слабой (2)

Рис. 3.4. Зависимость электропроводности раствора сильной (1) и слабой (2) кислоты от количества добавленного основания. (Кривые кондуктометрического титрования).

В первом приближении электропроводность пропорциональна числу ионов в растворе и особому характеризующему их параметру, который называется подвижностью иона. Сольватированный протон и гидроксильный ион как ионы небольших размеров имеют очень высокую подвижность, поэтому нейтрализация сильного электролита HCl приводит к связыванию сильно подвижных ионов и замене их менее подвижными частицами. В ходе нейтрализации ионы водорода заменяются значительно менее подвижными ионами натрия (HCl→NaCl), и электропроводность уменьшается. Увеличение электропроводности после точки эквивалентности обусловлено накоплением подвижных ионов ОН- из избыточного количества NаОН.

Иная ситуация наблюдается при нейтрализации уксусной кислоты (рис. 3.4, кривая 2). Уменьшение электропроводности при добавлении первых порций щелочи соответствует нейтрализации атомов водорода, которые имеются в исходном растворе вследствие равновесия ионизации (3.4). Однако в исходном растворе кислоты ионов водорода мало. После того как они израсходованы по реакции (3.6), электропроводность начинает снова возрастать, так как недиссоциированные молекулы кислоты превращаются в ацетатные ионы, - реакция (3.7):

Таким образом, в водных растворах сильных кислот (HCl) истинным носителем

Таким образом, в водных растворах сильных кислот (HCl) истинным носителем кислотных свойств является протон (точнее ионы Н3О+, Н5О2+, Н9О4+ и т.д.), а в растворах слабых кислот (СН3СООН) - как Н3О+, так и недиссоциированная молекула кислоты. Аналогично в водных растворах сильных оснований единственно присутствующим основанием будет гидратированный ион ОН- (уравнение (3.5)), а в растворах слабых оснований - как ион ОН-, так и молекула В. Понимание такого различия необходимо при рассмотрении кислотного и основного катализа, например, в реакциях карбонильных соединений (см. разд. 3.3.6).

Смотрите также

Алхимический символизм
...

Вулканизация каучуков
Фторкаучуки вулканизуются при нагревании смесей, содержащих вулканизующие агенты, или под действием излучений высокой энергии. Степень радиационной вулканизации фторкаучуков тем выше, чем больше со ...

Полимерные нанокомпозиты на основе органомодифицированных слоистых силикатов: особенности структуры, получение, свойства
Полимерные нанокомпозиты, представляют собой полимеры, наполненные наночастицами, взаимодействующими с полимерной матрицей не на макро- (как в случае с композиционными материалами), а на мо ...