Протолитическая теория кислот и основания

Причина диссоциации электролитов - их взаимодействие с водой. Вода образует при диссоциации катион водорода и анион гидроксила. Катион водорода - протон - имеет малый радиус

(»10-15 м) и в воде гидратирован - его обычное координационное число равно четырем. Формула гидрата протона - Н9О4+, но для простоты ее записывают как Н3О+. В растворах протоны переходят от одних соединений к другим.

HNO2 + H2O H3O+ + NO2-

кислота 1 основание 2 кислота 2 основание 1

Протолиз - процесс передачи протона.

Протолиты - кислоты и основания, отдающие и принимающие протоны.

Протолитическое равновесие - кислотно-основное равновесие - ионно-молекулярное равновесие, устанавливающееся после передачи протона. К протолитическим процессам относятся процессы диссоциации, ионные реакции в растворах, реакции гидролиза.

Кислота - молекула или ион, способная отдавать протон. Каждой кислоте соответствует сопряженное с нею основание. Сила кислот характеризуется константой кислоты Кк.

H2CO3 + H2O H3O+ + HCO3- Kк = 4´10-7.

NH4+ + 2H2O NH3´H2O + H3O+ Kк = 6´10-10.

[Al(H2O)6]3+ + H2O [Al(H2O)5OH]2+ + H3O+ Kк = 9´10-6.

Основание - молекула или ион, способная принимать протон. Каждому основанию соответствует сопряженная с ним кислота. Сила оснований характеризуется константой основания Ко.

NH3´H2O (H2O) NH4+ + OH- Ко = 1,8´10-5.

C5H5N + H2O C5H5NH+ + OH- Ко = 1,8´10-5.

Амфолиты - протолиты, способные к отдаче и к присоединению протона.

HCO3- + H2O H3O+ + CO32- HCO3- - кислота

HCO3- + H2O H2CO3 + OH- HCO3- - основание

Для воды имеем: H2O+ H2O H3O+ + OH-

К(Н2О) = [H3O+][OH-] = 10-14 и pH = -lg[H3O+].

Константы Kк и Ко для сопряженных кислот и оснований связаны между собой.

HA + H2O H3O+ + A- Kк =