Acizii și bazele sunt

Acizi și baze

clase de compuși chimici. De obicei acizi sunt substanțe care conțin hidrogen (HCl, HNO3. H2 SO4. CH3COOH, etc.) și disociază în apă pentru a forma ioni H + (sau, mai degrabă, ionii de hidroniu H3 O +). Prezența acestor ioni determină gustul caracteristic al cristalelor soluțiilor apoase acide, precum și capacitatea lor de a schimba culoarea indicatorilor chimici. Conform cu numărul de protoni scindat distinge acidul monobazic (de exemplu, acid azotic HNO3. Clorhidric HCI, acetic CH3COOH), dibazic (sulfuric H2 SO4. Carbonică H2 CO3), tribazic (ortofosforic H3 PO4). Mai mulți ioni de hidroxoniu sunt prezenți în soluția apoasă a acidului, adică, cu cât este mai mare gradul de disociere a acestuia, cu atât acidul este mai puternic. Acizii complet disociați în soluții diluate sunt numiți acizi puternici. Pentru a include constant slabă ionizare acidă (disociere acidă grad într-o astfel de caracterizare soluție, la 25 ° C) mai mică de 10 -5 (1,8.10 acetic -5. Cianhidric 7,9.10 -10). Disocierea acizilor polibazici are loc în mai multe etape, fiecare având constanta de ionizare. De exemplu, constanta de ionizare a H3PO4 la







H + și H2 PO-4 7,10-3. H2 PO4 - pe H + și HPO4 2-8.10 -8. HPO4 2- pe H + și PO4 3- 4,8.10 -13. Pentru acizii organici, a se vedea și acizii carboxilici. Bazele se referă de obicei la substanțe care conțin gruparea hidroxil OH [KOH, NaOH, Ca (OH) 2, etc.] și capabile să disocieze într-o soluție apoasă pentru a forma ionii de hidroxil OH-. Cele mai multe baze sunt insolubile în apă. Substanțele solubile în apă se numesc alcalii (vezi Alkalis). Prezența ionilor de OH explică gustul alcalin caracteristic al soluțiilor alcaline, precum și capacitatea lor de a schimba culoarea indicatorilor. Bazele cu 1, 2, 3 grupări hidroxil sunt numite respectiv unul, doi, trei, acid. Nu se disociază complet atunci când se dizolvă în apă, bazele sunt numite, ca și acizii, slabe. Bazele puternice includ hidroxid de potasiu KOH, NaOH de sodiu, Ba (OH) 3 de bariu. Pe principiile stabilirii numelor lui K. și Fr. a se vedea Nomenclatorul compușilor anorganici.

Definiția conceptelor lui K. și. bazată pe teoria disocierii electrolitice este adesea destul de suficientă pentru scopuri practice. Cu toate acestea, așa cum sa stabilit de mult timp, mulți compuși care prezintă proprietăți tipice ale lui K. și Fr. nu conțin nici grupări hidrogen, nici grupări OH. În plus, aceeași substanță se comportă adesea ca acizi în unele reacții, dar în altele aceasta acționează ca bază (vezi Amphoterism). Capacitatea unei substanțe de a reacționa ca acid sau bază nu este, prin urmare, o proprietate absolută a acestei substanțe, ci este exprimată în reacții chimice specifice care pot fi atribuite clasei substanțelor bazate pe acizi. În astfel de reacții, una dintre substanțele care interacționează joacă rolul de acid în raport cu o altă substanță, care joacă rolul unei baze. Astfel, capacitatea unei substanțe de a reacționa ca acid sau bază este caracteristica sa funcțională. S-au făcut numeroase încercări de a dezvolta o teorie unificată care să permită, având în vedere circumstanțele indicate, să se refere fără echivoc această substanță la o clasă de acizi sau baze. Cu toate acestea, până acum nu a fost găsit un singur criteriu în acest sens. Două concepte sunt cele mai frecvente: fizicianul danez IN Brønsted și fizicianul american H. N. Lewis (1923). Acizii Johannes Nicolaus Bronsted se referă la o clasă de substanță care conține hidrogen, care favorizează reacțiile cu ioni pozitivi de hidrogen - protoni (.. N t protici sau acizi bronstedovskie) și Noilor bazei Clasa - substanta se imbina protoni. Funcțiile K. și. în conformitate cu Brønstead, poate efectua atât molecule neutre și ioni. Reacția chimică în care transferul de protoni se produce din acid la baza: AH + B - ⇔ A - + BH (în care An - Acid și B - - bază) se numește o bază-acid sau protolytic. Deoarece reacțiile protolytic sunt reversibile, iar în reacție inversă, precum și în linia are loc transferul de protoni, produși de reacție directă este de asemenea realizată în raport una față de cealaltă și funcția K.. (așa-numitul conjugat K. și O.), adică BH este un acid și A este o bază. De exemplu, în reacție: H2SO4 + H2O ⇔ HSO - 4 + H3O + acizii sunt H2SO4. și H3O +. și bazele HSO - 4 și H20. Conceptul Johannes Nicolaus Bronsted oferă un criteriu clar pentru clasificarea reacțiilor chimice de tipul de acid-bazic, permite exprimarea cuantificarea principalelor caracteristici echilibre Protolytic și localizați substanța conține hidrogen într-o serie, în ordine crescătoare a capacității lor de a dona un proton, adica aciditatea lor. Aceste avantaje ale teoriei echilibrelor protolitice și-au determinat puterea predictivă și au asigurat folosirea pe scară largă a noțiunilor Brno-Stead în practica chimică. În același timp, conceptul de Johannes Nicolaus Bronsted limitări inerente exprimate în acel material care leagă proprietăți acide în prezența hidrogenului în compoziția sa, ea lasă încă un număr mare de substanțe acide care nu conțin hidrogen. Aceste substanțe au primit denumirea chimie aprotic, sau Lewis, acizi sunt electronic compuși nesaturați, cum ar fi halogenuri de bor, aluminiu și staniu, oxizi de anumite metale, etc. Conform conceptului Lewis, complementar într-o oarecare măsură spațiul menționat mai sus, un acid este o substanță, se alătură perechii reacție chimică de electroni, iar baza - substanță, dă o pereche de electroni. Rezultatul este de a înlocui moleculele electronice de acid nesaturare datorate electronilor de bază, precum și apariția unor noi compuși (săruri) de stabilitate electronică (în special, un octet) și legătura donor-acceptor, cum ar fi:







unde BF3 este un acid și NH3 este o bază. O caracteristică importantă a reacțiilor bazate pe acizi, conform lui Lewis, este socializarea perechii electronice de bază. În acest fel diferă de reacțiile de oxidare-reducere, în timpul cărora moleculele oxidante selectează complet unul sau mai mulți electroni din moleculele agentului reducător; Nu există orbite socializate în acest caz. Spre deosebire de Brønsted, Lewis relaționează proprietățile de bază ale acidului nu cu prezența anumitor elemente chimice (în special cu hidrogenul), ci numai cu structura carcaselor electronice exterioare ale atomilor. În același timp, între cele două concepte există o legătură interioară, bazată pe faptul că pentru ionul H +. precum și pentru acizii Lewis, este caracteristică o afinitate puternică pentru perechea de electroni. În plus față de cele două concepte considerate K și o. Sunt cunoscute și altele, care, totuși, nu au primit o distribuție atât de largă.

Atât teoriile lui Brunstedo cât și Lewis ale lui K. și Fr. sunt utilizate pe scară largă în practică. Schimbarea acidității sau bazicității mediului este adesea utilizată pentru a crește rata de reacție și a schimba mecanismul de interacțiune. Aceasta este esența catalizei pe bază de acizi, utilizată pe scară largă în industria chimică; este important ca acizii Brønsted și Lewis să aibă, în multe cazuri, un efect catalitic similar. Utilizate pe scară largă au fost procesele bazate pe acizi în industria chimică (neutralizarea, hidroliza, gravarea metalelor etc.). Mulți dintre acizii (sulfuric, azotic, clorhidric, fosforic, etc.) și alcaline (hidroxid de potasiu, hidroxid de sodiu, etc.) sunt principalele produse ale industriei chimice și sunt utilizate ca materii prime în sectoarele critice ale industriei chimice.

Funcțiile diverse - structurale și dinamice ale funcțiilor C. și. să se desfășoare în organisme vii, să participe la multe procese biochimice. De regulă, aceste procese sunt foarte sensibile la aciditatea sau bazicitatea mediului (a se vedea indicele hidrogen, echilibrul acido-bazic). Impactul direct al K. și. utilizate în medicină. Astfel, soluțiile diluate de acid clorhidric sunt utilizate pentru a îmbunătăți secreția gastrică, boricul - pentru spălăturile dezinfectante și astringente etc. În același timp, când concentrația K și. sunt posibile arsuri grave ale organelor interne, o scadere a activitatii cardiace etc. ceea ce duce, în unele cazuri, la moartea corpului.

REFERINȚE Luder, V. Zuffanti, Teoria electronică a acizilor și bazelor. cu engleza. M., 1950; Usanovich MI Ce sunt acizi și baze, A.-A. 1953; Pauling L. General Chemistry, ln. cu engleza. M. 1964; Brief Enciclopedia Chimică, vol. 2, M. 1963.







Articole similare

Trimiteți-le prietenilor: