Теории кислот и оснований — совокупность фундаментальных физико-химических представлений, описывающих природу и свойства кислот и оснований.
Кислотно-основные взаимодействия чрезвычайно распространенены в природе и находят широкое применение в научной и производственной практике. Теоретические представления о кислотах и основаниях имеют важное значение в формировании всех концептуальных систем химии и оказывают разностороннее влияние на развитие многих теоретических концепций во всех основных химических дисциплинах.
На основе современной теории кислот и оснований разработаны такие разделы химических наук, как химия водных и неводных растворов электролитов, рН-метрия в неводных средах, гомо- и гетерогенный кислотно-основный катализ, теория функций кислотности и многие другие.
Теория Бренстеда-Лоури
В 1923 г. Бренстед и Лоури выдвинули новую теорию кислот и оснований, основанную на представлении о переносе протона. Согласно этой теории, кислота представляет собой вещество, состоящее из молекул или ионов-доноров протонов (т. к. они отдают протоны), а основание-вещество, состоящее из молекул или ионов-акцепторов протонов (т.к. они принимают протоны).
Теория кислот и оснований Льюиса
Существуют, однако, реакции, которые по здравому смыслу должны относиться к кислотно-основным, но на самом деле не подпадают под определение Брёнстеда-Лоури. К ним относятся, например, взаимодействия:
СаО+SO3 ®CaSO4 NH3+BF3®NH3BF3
Для описания реакций подобного типа Г. Льюис (в 1923 г.) предложил новое определение кислот и оснований. Согласно его определению:
Кислотно-основная реакция – это взаимодействие, в котором неподелённая пара электронов молекулы основания присоединяется к молекуле кислоты, в результате чего возникает ковалентная связь.
Аммиак выступает в роли основания, а трифторид бора в роли кислоты. Определение основания, данное Льюисом, включает основания Брёнстеда-Лоури. Такие кислоты Льюиса, как BF3 и SO3, не являются кислотами Брёнстеда-Лоури, а такие кислоты, как НС1, H2SO4 и СН3СООН, не являются кислотами Льюиса. Теория кислот и оснований Брёнстеда-Лоури позволяет количественно определять их силу, что нельзя сказать о теории Льюиса. Следует остановиться на электронной теории кислот и оснований, предложенной Г. Льюисом. Как было отмечено выше, согласно этой теории основанием является вещество, поставляющее пару электронов для образования химической связи, а кислотой — вещество, принимающее электронную пару
Автопротолиз — гомофазный процесс самоионизации, обратимый процесс передачи протона от одной нейтральной молекулы жидкости к другой и образования в результате равного числа катионов и анионов.
Водоро́дный показа́тель, pH — мера активности (в очень разбавленных растворах она эквивалентнаконцентрации) ионов водорода в растворе, и количественно выражающая его кислотность, вычисляется как отрицательный (взятый с обратным знаком) десятичный логарифм активностиводородных ионов, выраженной в молях на литр:
Водородный показатель- определяемый как десятичный логарифм концентрации водородных ионов,взятый с обратным знаком:Hp = - lg[H+].Тогда
Нейтральная среда ……………………………………………pH=7
Кислая среда…………………………………………………...pH < 7
Щелочная среда……………………………………………….pH > 7
Сольволиз - это обменное взаимодействие растворенного вещества с растворителем, приводящее к изменению концентрации катионов и анионов растворителя. Частный случай сольволиза, когда в роли растворителя выступает вода, называется гидролизом.
