Лекция (3) (1106712)

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла

Растворы (часть 2)Электролитическая диссоциация.Теории кислот и оснований.Степень диссоциации (число распавшихся по отношению к общемуколичеству молекул) зависит от природы растворенного вещества,природы растворителя (полярности, диэлектрической проницаемости),концентрации раствора, температуры, наличия одноименного иона...Слабые электролиты при ~0.1 М имеют степень диссоциации <0.3%Сильные электролиты (почти) полностью диссоциируют на ионы, для нихстепень диссоциации >0.3 (не рассматривают константу диссоциации, новводят кажущуюся степень диссоциации).2Сильные электролиты•- ионная сила раствора (сильные электролиты)— мера«интенсивности электрического поля»,создаваемогоионамиврастворе,полусуммапроизведений из концентрации всех ионов в растворе наквадрат их заряда.

В теории сильных следуетрассматривать не концентрации, а активности, в теорииДебая - Хюккеля существует связь между коэффициентомактивности иона и ионной силой раствора:где γ — коэффициент активности, А — постоянная, независящая от заряда иона и ионной силы раствора, нозависящая от температуры и диэлектрическойпостояннойрастворителя:вода–82,диметилсульфоксид – 47, ацетонитрил – 37,диметилформамид – 37, этиловый спирт – 26, аммиак 25, ацетон – 22…3Константа диссоциации(слабые электролиты)4Произведение растворимости5Гидроксиапатит6Гуминовые кислоты – «ветвистые»полиэлектролиты7Водородная теория ЛибихаКислота — вещество, способноереагироватьсметалломсвыделением водорода.

Понятие«основание»вэтойтеорииотсутствует. При реакции кислотыс металлом образуется соль иводород. С сильными кислотамиреагируют металлы, стоящие вряду активностей левее водорода.Чем слабее кислота, тем болееактивный металл нужен дляреакциимеждуними.Всоответствии с этой теориейэтанол и аммиак являютсяслабыми кислотами, так какспособны реагировать (например)со щелочными металлами.8История вопроса• Исходный подход сформулировал шведский химик Сванте Аррениус(Svante Arrhenius, 1859–1927): если некоторое вещество прирастворении в воде высвобождает ион водорода (то есть протон, Н+),значит это кислота. Если же при растворении в воде высвобождаетсягидроксид-ион (ОН–), то это основание.• В 1923 году датский химик Йоханнес Николаус Брёнстед (JohannesNicolaus Brønsted, 1879–1947) и британский химик Томас Мартин Лаури(Thomas Martin Lowry, 1874–1936) предложили определение: кислотапредставляет собой молекулу или ион, способные отдавать протон (тоесть ион водорода, H+), а основание представляет собой молекулу илиион, способные принимать протон.• Обобщение определения кислот и оснований выдвинул в 1923 годуамериканский химик Гилберт Ньютон Льюис (Gilbert Newton Lewis, 1875–1946): кислота — это химическое соединение, способное приниматьэлектронную пару с последующим образованием ковалентной связи, аоснование — это соединение, способное отдавать электронную пару.9Кислоты и основания10Модель Брёнстеда-Лоури (1923 г.)кислота – донор протоновоснование – акцептор протоновHF (г) + H2O (ж) → H3O+ (р-р) + F- (р-р)кислотаоснованиеH2O (ж) + NH3 (р-р) → OH- (р-р) + NH4+ (р-р)кислотаоснованиеH2O (ж) + H2S (р-р) → H3O+ (р-р) + HS- (р-р)основаниекислота11Серная кислота и водаH2O + H2SO4 = H3O+ + HSO4-aq1213Константа кислотностиПротон не существует в растворе в свободном виде, в воде онобразует катион оксония.1415H2O (ж) + H2O (ж) ↔H3O+ (р-р) + OH- (р-р)KW = [H3O+][OH-]pKW = pH + pOH = 14pH = -lg[H3O+]если pKa << 0 (Ka >> 1),то кислота сильнаяесли pKa >> 0 (Ka << 1),то кислота слабаяЧем сильнее кислота, темслабеесопряженноеоснование16KW (CH3COOH) < KW (H2O), следовательноCH3COOH + H2O ↔ CH3COO- + H3O+KW (CH3COOH) > KW (H2SO4), следовательноCH3COOH + H2SO4 ↔ CH3COOH2+ + HSO4По отношению к кислотам, более сильным,чем катион оксония, и основаниям, болеесильным, чем гидроксид – анион, водаоказывает нивелирующее действие (если pK винтервале0–14,товода–дифференцирующий растворитель).17Если pKa < 0, то кислота отдает протон воде иH2O → H3O+Неводные растворители2NH3 (ж) ↔ NH4+ + NH22H2SO4 ↔ H3SO4+ + HSO42CH3COOH ↔ CH3COOH2+ + CH3COO-KW3341318Индикаторы19pH - метрия20ГидролизКонстанта гидролиза –константа основности сопряженного основания.Константа гидролиза –константа кислотности сопряженной кислоты.Чем слабее кислота, тем сильнее гидролиз по аниону,чем слабее основание, тем сильнее гидролиз по катиону.21Недостатки протолитической теории:- в растворах нет протонов- не описывает апротонные растворители- не описывает механизм гидролиза22Для апротонных реакций используют теорию Льюиса:кислота – вещество, присоединяющее электронную паруоснование – вещество, отдающее электронную паруAlCl3 + Cl- → [AlCl4]H+ + OH2 → H3O+Ag+ + 2CN- → [Ag(CN)2]BF3 + NH3 → NH3BF3к-та основаниеЛьюиса ЛьюисаК кислотам Льюиса (электрофилам) относятся не только протон H+, но и всекатионы, а также галогениды металлов 2 и 3 групп таблицы Менделеева: AlX3,FeX3, BX3, SbX5, SnX4, ZnX2 (X=F, Cl, Br, I).К основаниям Льюиса (нуклеофилам) относятся все анионы OH-, OR-, CH3COO-,NH2- и т.д.

и нейтральные соединения, имеющие неподеленные электронныепары или π- связи - H2O, ROH, ROR, RCH=O, RSH, NH3, R3N, RCH=CH2, R-C6H5и др.23ЖМКО (Пирсон)24••••••Катионы с электронной конфигурацией ns2np6, характеризующиеся высокимположительным зарядом, малыми размерами, малой поляризуемостью поддействием анионов и не имеющие легко возбуждаемых внешних электронов,относят к жестким кислотам.

К ним относятся катионы всех элементов групп IА,IIА, группы IIIА (кроме Tl) и IVА (Si, Ge), некоторых d-элементов, а также всекатионы f- элементов.Катионы d-элементов с невысоким зарядом (от +1 до + 3), а также катионы таллия(Tl+ и Tl3+), характеризующиеся большими размерами, высокой поляризуемостьюи имеющие легко возбуждаемые внешние электроны, относятся к мягкимкислотам.К жестким основаниям принадлежат лиганды, донорные атомы которыхобладают низкой поляризуемостью, высокой электроотрицательностью и трудноокисляются.К мягким основаниям относятся лиганды, донорные атомы которых обладаютвысокой поляризуемостью, низкой электроотрицательностью и легко окисляются.Катионы-кислоты, принадлежащие к группам VA, VIA и VIIA, а также Sn и Pb (группаIVA), Co, Ni, Zn, Rh, занимают в данной классификации промежуточное положение.Тожеотноситсяиклигандам-основаниям.Главное положение концепции ЖМКО: наиболее устойчивые комплексыобразуются между жесткой кислотой (ЖК) и жестким основанием (ЖО) илимежду мягкой кислотой (МК) и мягким основанием (МО)25Самособирающиеся слои26В.В.Еремин.

Химия для физиков.http://www.chem.msu.ru/rus/teaching/fizfak/archive-spring-2010/V.V.Eremin.html27.

Характеристики

Тип файла PDF

PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.

Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.

Список файлов лекций