|
|
|
сделать стартовой | добавить в избранное |
 |
|
Кислотность и основность по Бренстеду-Лоури |
Ручка "Шприц", желтая. 
Ручка "Помада". 
Ночник-проектор "Звездное небо и планеты", фиолетовый. По Бренстеду-Лоури, кислоты представляют собой вещества, способные отдавать протон, а основания - вещества, присоединяющие протон. Такой подход известен как бренстедовская кислотность и основность органических соединений или протонная теория кислот и оснований (протолитическая теория): кислота протон основание. Процесс отрыва протона и его присоединение другим партнером по взаимодействию проиллюстрируем простейшим примером. Рассмотрим химизм процесса растворения серной кислоты в воде. Серная кислота отдает протон основанию, роль которого выполняет вода, при этом образуются новая кислота (ион гидроксония H3О ) и новое основание (бисульфат-анион ). Последние еще называются соответственно сопряженной кислотой и сопряженным основанием. С переходом протона взаимодействующие соединения поменялись ролями - серная кислота превратилась в сопряженное основание , а вода (основание) - в сопряженную кислоту H3O : При смешении серной и уксусной кислот последняя играет роль основания. Образующаяся протонированная уксусная кислота и бисульфат-анион соответственно являются сопряженными кислотой и основанием: то есть, по Бренстеду-Лоури, кислотно-основное взаимодействие рассматривается как процесс передачи протона. Приведенные примеры показывают, что не может быть абсолютного деления веществ на кислоты и основания. Такое деление носит относительный характер. Вещества, потенциально способные быть кислотами, становятся таковыми только в присутствии основания, и наоборот. Несмотря на относительный характер, деление веществ на кислоты и основания существует, и в основу такого деления положены кислотно-основные взаимодействия в воде. То есть вода принята за своеобразный стандарт для оценки кислотно-основных свойств веществ - стандарт нейтральной среды. Если в аналогичных условиях рассматриваемое вещество способно отдавать водород в виде протона легче, чем вода, то его следует отнести к группе кислот. Если вещество по способности присоединять (связывать) протон превосходит воду - это основание (основность выше, чем у воды). Отнесение веществ к кислотам или основаниям не мешает рассматривать их кислотно-основные свойства во всем диапазоне кислотно-основных взаимодействий, то есть кислоту в роли основания и наоборот. Почему все-таки воде досталась роль своеобразного стандарта в делении веществ на кислоты и основания? Вода - одно из самых распространенных на Земле соединений. Ее кислотно-основные свойства определяют естественный фон (атмосфера, почва, моря и океаны). Вода хорошо растворяет многие полярные и диссоциирующие на ионы вещества. По физическим характеристикам вода хорошо сольватирует как недиссоциированные молекулы, так и свободные ионы. Кроме того, молекулы воды способны к автопротолизу - передаче протона между молекулами одного и того же вещества. Кислотность соединений количественно оценивается долей ионизированной формы вещества в растворе (воде) или константой равновесия (К ) реакции переноса протона от кислоты к воде как основанию. Так, для уксусной кислоты (вода взята в значительном избытке, и ее концентрация практически не меняется) константа кислотности Ка (где а - начальная буква от англ.
acid - кислота) выводится из выражения Чем больше Ка (соответственно чем выше доля ионизированной формы вещества), тем сильнее кислота. Для уксусной кислоты Ка равна 1,75 &quo ; 10- 5. Такими очень малыми величинами неудобно пользоваться, поэтому используют отрицательный логарифм - lg Ка = pКа . Для уксусной кислоты значение рКа = 4,75. Надо иметь в виду, что, чем меньше величина рКа , тем сильнее кислота. При растворении в воде оснований вода выполняет роль кислоты. В результате переноса протона от воды к основанию образуются сопряженная кислота HB и сопряженное основание OH- : B H2O HB HO-. Константа основности Кb (b - начальная буква от англ. basic - основной) основания В в воде определяется выражением В рассмотренных примерах кислотно-основных взаимодействий образуются сопряженные кислотно-основные пары. Между силой кислоты и сопряженного с ней основания существует следующая зависимость: чем слабее кислота, тем больше сила сопряженного с ней основания, и наоборот. Так, вода как слабая кислота и слабое основание, теряя или присоединяя протон, превращается в сопряженное сильное основание (ОН-) или сопряженную сильную кислоту (Н3О ). Кислотно-основные равновесия смещены в направлении образования более слабой кислоты и более слабого основания. Поэтому в схеме автопротолиза воды равновесие практически полностью смещено в сторону неионизированной формы. Если расположить кислоты в порядке уменьшения их силы, то сила соответствующих (сопряженных) оснований будет изменяться в обратном порядке: сила кислот: H2SO4 &g ; H3O &g ; &g ; H2O, сила оснований: &l ; H2O &l ; H3 &l ; OH-. Основность соединений оценивают по величине рКа сопряженных с ними кислот. Чем больше величина рКа сопряженной кислоты, тем больше основность соединения. Для этих же целей можно воспользоваться известной зависимостью: произведение константы кислотности кислоты и константы основности сопряженного с ней основания в любом растворителе равно константе автопротолиза этого растворителя: рКа рКb = рКавто , тогда рКb = рКавто - рКа . Подставляя известные значения рКНОН = 14, рКа уксусной кислоты равно 4,75, определяем рКb - основность сопряженного основания (ацетат-иона CH3COO-): 14 - 4,75 = 9,25. В табл. 1 приведены рКа для различных типов бренстедовских кислот. Для удобства оценки кислотности растворов или смесей введено выражение рН (водородный показатель, рН = - lg ). Для нейтральной среды (дистиллированная вода) значение рН равно 7. Увеличение значения рН с 7 до 14 характеризует увеличение основности среды. Область рН от 7 до 1 характерна для кислотной среды, и чем меньше значение рН, тем выше кислотность. Количественно кислотность и основность определяются методами аналитической химии. Значение рН можно определить экспресс-методами с помощью специальных индикаторов. Согласно Бренстеду-Лоури, для того чтобы быть кислотой, соединение должно иметь водород. За редким исключением почти все органические соединения отвечают этому условию. Поэтому все они являются потенциальными бренстедовскими кислотами. А вот сила этих кислот определяется конкретной структурой соединений.
Степень кислотности определяется главным образом характером атома, с которым связан водород. Элемент и связанный с ним атом водорода называют кислотным центром. Кислотность соединения будет определяться как характером связи в кислотном центре (элемент-водород) (статический фактор), так и способностью атома удерживать электронную пару после ухода иона водорода (динамический фактор). Способность удерживать электронную пару зависит от различных факторов, в том числе от электроотрицательности атомов и их размера. Таким образом, в периодах таблицы Менделеева кислотность возрастает с увеличением электроотрицательности. Кислотность: H - CH3 &l ; H - H2 &l ; H - OH &l ; H - F, H - SH &l ; H - Cl. В группах кислотность возрастает с увеличением размеров атома. Кислотность: H - F &l ; H - Cl &l ; H - Br &l ; H - J, H - OH &l ; H - SH &l ; H - SeH. Проанализировав количественные характеристики (рКа) указанных кислот (табл. 1), убеждаемся в достоверности приведенных рядов. Рост электроотрицательности атома в кислотном центре или его поляризуемости (с увеличением размеров атома) способствует делокализализации отрицательного заряда, образующегося после отрыва водорода в виде протона, что приводит к повышению кислотности. Наибольшую кислотность иодистоводородной кислоты в ряду галогеноводородных кислот можно связать с высокой поляризуемостью иодид-аниона по сравнению с другими галогенид-ионами, хотя электроотрицательность изменяется в обратном порядке. По природе кислотного центра большинство бренстедовских кислот может быть представлено четырьмя типами: ОН-кислоты (карбоновые кислоты, фенолы, спирты), SH-кислоты (тиолы), H-кислоты (амины, амиды, имиды), CH-кислоты (углеводороды и их производные). В соответствии с приведенной выше оценкой роли природы атома в кислотном центре можно было бы ожидать, что кислотность будет снижаться при переходе от SH- к OH-, H- и CH-кислотам. Если примыкающие к кислотным центрам радикалы одинаковы или близки по природе (например, алкильные группы), то такая закономерность действительно соблюдается. Если с кислотными центрами связаны разные по природе заместители, то однозначную оценку кислотности соединений разных типов сделать трудно. Влияние примыкающего к кислотному центру радикала может стать более существенным, чем природа центрального атома в кислотном центре. Например, нитрометан (СН-кислота) по кислотности находится на уровне тиолов (SH-кислоты) и превосходит ряд ОН- и H-кислот. Относительную кислотность соединений, в том числе относящихся к кислотам различного типа, можно определить пользуясь известным правилом: более сильные кислоты вытесняют более слабые из их солей. Так, для определения относительной кислотности воды, аммиака и ацетилена (соответственно ОН-, H- и CH- кислоты) можно использовать тот факт, что ацетилен разрушает амид натрия с образованием ацетиленида, а последний разлагается водой. Таким образом, ацетилен по кислотности находится между водой и аммиаком: H2O &g ; HC¦CH &g ; H3 , что согласуется с данными табл. 1. Общим подходом к оценке тех или иных свойств органических веществ является бутлеровский тезис: структура определяет свойства.
Ведущими синдромами, которые должен учесть анестезиолог, являются метаболический ацидоз, компенсируемый респираторным алкалозом, дегидратация, гипонатриемия, клеточная гипокалиемия и гипергликемия. Декомпенсирован-ным диабетом надо считать такую его форму, при которой не только изменен уровень сахара в крови, но также резко нарушены КОС и водно-электролитный баланс. Компенсация должна проводиться именно по этому принципу: не просто доведение содержания глюкозы до нормы с помощью инсулина (это не всегда удается), а планомерная коррекция кислотно-основных и водно-электролитных расстройств При таком подходе выбор метода анестезии имеет второстепенное значение note 61. Особое внимание следует обратить на осложнения, часто развивающиеся при диабете. К ним относятся кетоацидоз, нарушение микроциркуляции, невропатии, поражение почек и иммунитета. Предоперационная подготовка. Кетоацидоз связан с тем, что при недостатке инсулина жирные кислоты превращаются в ацетон, ацето-уксусную кислоту и другие аномальные продукты жирового обмена
1. Что такое страхование, классификация видов, основные характеристики видов страхования
2. Анализ процесса социализации учащихся средней школы: особенности и основные тенденции развития
3. Технологический расчет основных процессов открытых горных работ
9. Что такое мультимедийный компьютер?
10. Что такое дьявол с точки зрения биолога
14. Что такое лечебное голодание (Доклад)
15. Что такое философия, ее предназначение, социальные функции и роль в жизни человека
Кружка фарфоровая "Морская волна", 375 мл. 
Корзина "Плетенка" с крышкой, 35х29х17,5 см (белая). 
Блокнот в точку. Bullet Journal. 17. Что такое «устойчивое развитие» для Украины?
28. Что такое "корешковый синдром"?
30. Что такое стволовые клетки
31. Что такое БЦЖ?
32. Что такое СДВГ
Тележка, арт. 15-11017. 
Багетная рама "Emma" (цветной), 40х50 см. 
Полотенце вафельное "Дельфинарий", банное, пляжное, 100х150 см. 34. Что такое инфекционный мононуклеоз
35. Что такое бизнес-инкубатор?
36. Что такое корпоративный стиль?
41. Что такое эмоции и как они раскручиваются?
42. Что такое «неудача» в психотерапии
43. Что такое лидер и лидерство
44. Что такое манипулирование и как защититься от манипулятора
45. Что такое социальная реклама
46. Что такое руны?
48. Физическое здоровье человека. Что такое максимально потребление кислорода?
Ночник с датчиком движения "Ночной снайпер". 
Рюкзак школьный "Ever After High. Dragon Game". 
Пакеты фасовочные "Paclan", 26x35 см, 1000 штук. 50. Что такое материя. История возникновения взгляда на материю
53. Что такое свет и как он распространяется
57. Что такое инфляция (не закончен)
58. Что такое фирма?
59. Что такое текст
60. Что такое жизнь?
61. Опять актуален вопрос: что такое ген?
62. Уроки природоведения. Что такое карта
63. Как разобраться в китайских пластинах и что такое NP-1
64. Что такое информационная модель, и какие бывают информационные структуры
Микрофон "Пой со мной! Любимые песенки малышей". 
Стиральный порошок Ушастый нянь, 9000 г. 
Игровой набор "Строим дом". 65. Что такое РНР
66. Что такое API ?
68. Астрономия. Что такое астрономия?
69. Что такое угри и угревая болезнь
73. Что такое контекстная реклама?
76. Что такое иммунитет и как его повысить?
77. Что такое COM - современный взгляд
78. Что такое электронный словарь
79. Что такое КВН
Детский велосипед Jaguar трехколесный (цвет: розовый). 
Карандаши цветов "Color Emotion", трехгранные, 36 цветов. 
Светильник "Плазма №4". 81. Что такое НЛП?
83. Что такое социальная реклама
85. Что такое идеальное? Проблема идеального
89. Автоматизация технологических процессов основных химических производств
93. Основные понятия и проблематика управления инновационными процессами
95. Кондорсе про основні епохи історичного процессу
96. Основные этапы развития интеграционного процесса в ЕС
Беговел "Funny Wheels Rider Sport" (цвет: зелёный). 
Сиденье в ванну, белое. 
Чайник со свистком Nadoba "Virga", 2,8 л. 97. Исторический обзор основных этапов развития химии
98. Взаимосвязь основных внутриколониальных процессов при ветвлении у колониальных гидроидов
99. Краткое описание основных технологических процессов топливного производства
100. Работа с процессами в С/С++. Основные приемы
