С Точки зрения химика-аналитика целесообразно выделить следующие типы химических реакций:
1.с переносом протона-кислотно-основные реакции;
2.с переносом электрона–окислительно-востановительные реакции
3.с переносом электронных пар, с образованием донорно-акцепторных связей-реакции комплексообразования.
Теория Бренстода - Лоури(1923г)
Эта теория удачно объясняет все процессы, протекающие в водных растворах, особенно не в водных.
Первой теоретической теорией кислот и оснований была теория Аррениуса. Согласно этой теории кислоты представляют собой вещества при диссоциации водных растворов образуют ионы водорода, а основания Н+.
Н2SO4=H++HSO4-
HSO4-=H++SO42-
Однако в рамках этих представлений в число оснований не включались многие вещества, которые в растворах ведут себя как основание. Например, пиридин.
C5H5N+H2O= C5H5NH++OH-
Согласно протолитической теории кислот и оснований, кислота- это вещество, при ионизации выделяет протон, а основание= это вещество, принимающее протон. Вещества переносчики протонов называют протолитами, теряя протон кислота превращается в сопряженное с ней основание, а основание приобретая протон образует сопряженную с ним кислоту.
HB=H++B-
Кислота основание
В узком смысле слова протолетическими реакциями называют реакции, в которых участвуют молекулы воды.
Н2О=Н++ОН-
Н2О+ Н+=Н3О+
Н2О+ Н2О= Н3О++ ОН-
Кс=[ Н3О+]*[ ОН-]/[ Н2О]2
Концентрация воды в чистой воде постоянна и =55,55 моль/л
Произведение Кс*[ Н2О]2-это величина постоянная и =Кw
Кw==[ Н3О+]*[ ОН-]=1*10-14 при t=25С
Одним из компонентов протолетической реакции может быть растворитель.С точки зрения кислотно-основных свойств растворители можно разделить на 3 группы:
1.апротонные- растворители не обладающие ни кислотными ни основными свойствами(углеводороды,и их галогенпроизводные)
2.протофильные-растворители обладающие только основными свойствами(кетоны, простые эфиры, третичные амины)
3.амфипротные-обладают как основными так и кислотными свойствами(вода,спирты,карбоновые кислоты)
Важнейшая особенность амфипротных рстворителей- это способность их к передаче протона от одной молекулы к другой.
Процессы, в которых одна молекула растворителя проявляет свойства кислоты, а другая основания называют афтопротолизом.Катион образующийся из молекулы растворителя называют лионий, а анион лиат.
Водородный показатель.
Водоро́дный показа́тель, pH— мера активности (в очень разбавленных растворах она эквивалентна концентрации) ионов водорода в растворе, и количественно выражающая его кислотность, вычисляется как отрицательный (взятый с обратным знаком) десятичный логарифм активности водородных ионов, выраженной в молях на литр:
Одно из важнейших свойств водных растворов – их кислотность (или щелочность), которая определяется концентрацией ионов Н+ и ОН–Концентрации этих ионов в водных растворах связаны простой зависимостью [H+][OH–] = Кw; (квадратными скобками принято обозначать концентрацию в единицах моль/л). Величина Kw называется ионным произведением воды и при данной температуре постоянна. Так, при 0оС она равна 0,11Ч10–14, при 20оС – 0,69Ч10–14, а при 100оС – 55,0Ч10–14. Чаще всего пользуются значением Kw при 25оС, которое равно 1,00Ч10–14. В абсолютно чистой воде, не содержащей даже растворенных газов, концентрации ионов Н+ и ОН– равны (раствор нейтрален). В других случаях эти концентрации не совпадают: в кислых растворах преобладают ионы Н+, в щелочных – ионы ОН–. Но их произведение в любых водных растворах постоянно. Поэтому если увеличить концентрацию одного из этих ионов, то концентрация другого иона уменьшится во столько же раз. Так, в слабом растворе кислоты, в котором [H+] = 10–5 моль/л, [OH–] = 10–9 моль/л, а их произведение по-прежнему равно 10–14. Аналогично в щелочном растворе при [OH–] = 3,7Ч10–3 моль/л [H+] = 10–14/3,7Ч10–3 = 2,7Ч10–11 моль/л.
