Одиннадцатый класс
  1. Основные концепции химии  1.1. Важность химии  1.2. Природа и область химии  1.3. законы химического соединения  1.3.1. Закон сохранения массы  1.3.2. Закон постоянства состава  1.3.3. Закон кратных отношений  1.3.4. Закон объемов газов  1.3.5. Закон Авогадро  1.4. Атомная теория Дальтона  1.5. Понятие моля и молярная масса  1.6. Процентный состав  1.7. Эмпирическая и молекулярная формула  1.8. Стехиометрия и стехиометрические расчеты  1.9. Концепция ограничивающего реагента
  2. Структура атома  2.1. Открытие электрона, протона и нейтрона  2.2. Атомная модель  2.2.1. Модель Томсона  2.2.2. Модель Резерфорда  2.2.3. Модель Бора  2.3. Квантово-механическая модель атома  2.4. Двойственная природа материи и излучения  2.5. Принцип неопределенности Гейзенберга  2.6. Квантовые числа  2.7. Атомные орбитали и их формы  2.8. Электронная конфигурация элементов  2.9. Aufbau principle  2.10. Принцип запрета Паули  2.11. Правило максимальной мультиплетности Хунда  2.12. Гипотеза де Бройля  2.13. Фотоэлектрический эффект
  3. Классификация элементов и периодичность в свойствах  3.1. Историческое развитие периодической таблицы  3.2. Современный периодический закон и периодическая таблица  3.3. Периодические тенденции в свойствах  3.3.1. Атомный и ионный радиус  3.3.2. Энтальпия ионизации  3.3.3. Энтальпия присоединения электрона  3.3.4. Электроотрицательность  3.3.5. Валентность  3.3.6. Металлические и неметаллические свойства  3.3.7. Степени окисления  3.4. Unusual Properties of the First Elements
  4. Chemical Bonding and Molecular Structure  4.1. Подход Косселя – Льюиса к химической связи  4.2. Ionic or electrovalent bond  4.3. Ковалентная связь и ее особенности  4.4. Параметры связи  4.5. Теория ВСЭПР  4.6. Теория валентных связей  4.7. Hybridization and its types  4.8. Теория молекулярных орбиталей  4.8.1. Порядок связей и стабильность  4.9. Водородная связь
  5. Состояния вещества  5.1. Межмолекулярные силы  5.2. Газовые законы  5.2.1. Закон Бойля  5.2.2. Закон Шарля  5.2.3. Закон Авогадро  5.2.4. Dalton's law of partial pressure  5.2.5. Закон диффузии Грэма  5.3. Уравнение идеального газа и его применения  5.4. Реальные газы и отклонения от идеального поведения  5.5. Кинетическая теория газов  5.6. Сжижение газов  5.7. Свойства жидкостей  5.8. Поверхностное натяжение и вязкость
  6. термодинамика  6.1. Система и окружающая среда  6.2. Типы систем в термодинамике  6.3. Виды процедур  6.4. Первый закон термодинамики  6.5. Внутренняя энергия и энтальпия  6.6. Теплоемкость и удельная теплоемкость  6.7. Закон постоянной суммы теплот Гесса  6.8. Энтальпия диссоциации связей  6.9. Энтальпия образования и сгорания  6.10. Энтальпия раствора и нейтрализации  6.11. Спонтанность и второй закон термодинамики  6.12. Свободная энергия Гиббса и ее применения
  7. Balance  7.1. Концепция равновесия  7.2. Константа равновесия и ее приложения  7.3. Принцип Ле Шателье  7.4. Ионное равновесие в растворах  7.5. Теория кислот и оснований  7.5.1. Концепция Аррениуса  7.5.2. Концепция Бренстеда-Лоури  7.5.3. Концепция Льюиса  7.6. Шкала pH и pOH  7.7. Эффект общего иона  7.8. Гидролиз солей  7.9. Буферные растворы и их механизм действия  7.10. Равновесие растворимости малорастворимых солей
  8. Редокс-реакции  8.1. Концепции окисления и восстановления  8.2. Степень окисления и её применения  8.3. Окислительно-восстановительные реакции в терминах передачи электронов  8.4. Балансировка окислительно-восстановительных реакций (методы чисел окисления и ионо-электронный метод)  8.5. Типы окислительно-восстановительных реакций  8.6. Электрохимические ячейки и окислительно-восстановительные реакции
  9. Водород  9.1. Положение водорода в периодической таблице  9.2. Изотопы водорода  9.3. Получение водорода  9.4. Свойства водорода  9.5. Гидриды и их классификация  9.6. Вода и тяжёлая вода  9.7. Перекись водорода и ее свойства  9.8. Использование водорода и его соединений
  10. Элементы s-блока (щелочные и щелочноземельные металлы)  10.1. Элементы группы 1 - свойства и тенденции  10.2. Элементы группы 2 - свойства и тенденции  10.3. Необычные свойства лития и бериллия  10.4. Важные соединения натрия и их применения  10.5. Важные соединения магния и кальция
  11. Некоторые элементы p-блока  11.1. Общее введение в элементы р-блока  11.2. Элементы группы 13  11.2.1. Бор и его соединения  11.3. Элементы группы 14  11.3.1. Углерод и его аллотропы  11.3.2. Важные соединения углерода и кремния
  12. Органическая химия - Некоторые основные принципы и техники  12.1. Классификация и номенклатура органических соединений  12.2. Структурное представление органических соединений  12.3. Классификация органических реакций  12.4. Электронные эффекты в органической химии  12.4.1. Индуктивный эффект  12.4.2. Резонансный эффект  12.4.3. Гиперконъюгация  12.5. Механизм реакции и промежуточные виды  12.6. Очистка и качественный анализ органических соединений
  13. Углеводороды  13.1. Углеводороды  13.1.1. Получение и свойства алкенов  13.2. алкены  13.2.1. Preparation and Properties of Alkenes  13.2.2. Электрофильные реакции присоединения  13.3. Алкины  13.3.1. Подготовка и свойства алкинов  13.4. Ароматические углеводороды  13.4.1. Структура и свойства бензола  13.4.2. Электрофильные реакции замещения бензола
  14. Экологическая химия  14.1. Загрязнение окружающей среды  14.2. Атмосферное загрязнение и парниковый эффект  14.3. Загрязнение воды и методы очистки  14.4. Загрязнение почвы и его последствия  14.5. Промышленные отходы и их обработка  14.6. Стратегии контроля загрязнения

Одиннадцатый класс → Balance → Теория кислот и оснований ↓


Концепция Бренстеда-Лоури


Концепция кислот и оснований Бренстеда-Лоури — это важная модель для понимания химических реакций и равновесия в химии. Разработанная датским химиком Йоханнесом Николасом Бренстедом и английским химиком Томасом Мартином Лоури в 1923 году, эта теория фокусируется на перемещении протонов (ионов H +) между веществами.

Основные определения

Согласно концепции Бренстеда-Лоури:

  • Кислота: Вещество, которое отдает протоны (ионы H +) другому веществу.
  • Основание: Вещество, которое принимает протоны (ионы H +) от другого вещества.

Способность отдавать или принимать протон определяет кислотную или основную природу соединения в теории Бренстеда-Лоури. Эта концепция расширяет теорию Аррениуса и предоставляет более общий подход, применимый для широкого круга химических реакций, включая реакции в неводных растворах.

Кислотно-основное равновесие

Важным аспектом теории Бренстеда-Лоури является концепция равновесия в кислотно-основных реакциях. Кислотно-основную реакцию можно представить следующим образом:

HA + B ⇌ A- + HB+

В этой реакции:

  • HA — это кислота, которая отдает протон основанию B, образуя сопряженное основание A-.
  • B принимает протон и образует сопряженную кислоту HB+.
  • Эта реакция обратима, при этом достигается состояние равновесия.

Сопряженная пара кислота-основание

Каждая кислота имеет сопряженное основание, и каждое основание имеет сопряженную кислоту. Это обусловлено обратимой природой реакций переноса протона. Сопряженное основание — это частица, остающаяся после того, как кислота отдает свой протон, а сопряженная кислота — это частица, образующаяся, когда основание принимает протон.

Например, в реакции:

NH4+ + OH- ⇌ NH3 + H2O

Здесь NH4+ — это кислота, а OH- — основание. После реакции:

  • NH3 (аммиак) — это сопряженное основание NH4+.
  • H2O (вода) — это сопряженная кислота основания OH-.

Визуализация кислотно-основных реакций

Представим кислотно-основную реакцию графически:

HA B A- HB+ Равновесие

На этой иллюстрации сплошная синяя линия показывает прямую реакцию, в которой HA отдает протон B с образованием A- и HB+. Пунктирная линия показывает обратную реакцию, иллюстрируя динамическую природу равновесия.

Вода: Особый случай

В контексте концепции Бренстеда-Лоури вода является амфотерным веществом. Амфотерные вещества могут выступать как в роли кислот, так и в роли оснований в зависимости от условий реакции. Вот некоторые примеры:

HCl + H2O ⇌ Cl- + H3O+

В первом примере вода выступает в роли основания, принимая протон от соляной кислоты (HCl) с образованием иона гидроксония (H3O+).

NH3 + H2O ⇌ NH4+ + OH-

Во втором примере вода выступает в роли кислоты, отдавая протон аммиаку (NH3) с образованием гидроксид-иона (OH-).

Эта способность вести себя как кислота и как основание делает воду универсальной средой для проведения кислотно-основных реакций в водных растворах.

Сила кислот и оснований

Сила кислот и оснований определяется их склонностью к отдаче или принятию протонов:

  • Сильная кислота: Полностью диссоциирует в реакции, легко отдавая протон. Например, соляная кислота (HCl).
  • Слабая кислота: Частично диссоциирует, не все молекулы отдают протоны. Например, уксусная кислота (CH3COOH).
  • Сильное основание: Полностью принимает протоны в реакции. Например, гидроксид натрия (NaOH).
  • Слабое основание: Частично принимает протоны, как, например, аммиак (NH3).

Сила кислоты и основания влияет на положение равновесия в кислотно-основной реакции.

Примеры реакций Бренстеда-Лоури

Пример 1: Аммиак и вода

NH3 + H2O ⇌ NH4+ + OH-

В этой реакции:

  • NH3 — это основание, а H2O изначально выступает в роли кислоты.
  • Сопряженная кислота — NH4+, а сопряженное основание — OH-.

Пример 2: Уксусная кислота и вода

CH3COOH + H2O ⇌ CH3COO- + H3O+

В этой реакции:

  • CH3COOH (уксусная кислота) — это кислота, а H2O выступает в роли основания.
  • Сопряженное основание — CH3COO-, а сопряженная кислота — H3O+.

Роль растворителей

Реакции Бренстеда-Лоури могут происходить в различных растворителях, а не только в воде. Растворители могут влиять на равновесие, стабилизируя или дестабилизируя кислоты и основания и их сопряженные пары. Способность растворителя отдавать или принимать протоны влияет на кинетику реакции, предоставляя дополнительный уровень сложности и гибкости в предсказании результатов реакций.

Преимущества концепции Бренстеда-Лоури

Концепция Бренстеда-Лоури имеет несколько преимуществ перед другими теориями:

  • Более общая: Она применима для более широкого круга реакций по сравнению с теорией Аррениуса, которая ограничена водными реакциями.
  • Фокус на переносе протонов: Фокусируя внимание на переносе протонов, она обеспечивает ясное понимание механизмов, участвующих в кислотно-основных реакциях.
  • Сопряженные пары: Концепция сопряженных кислотно-основных пар дает представление о обратимости и равновесии реакций.

Заключение

Теория Бренстеда-Лоури является одной из фундаментальных концепций в химии для понимания кислот, оснований и их реакций. Подчеркивая перенос протонов и равновесие, она обеспечивает более полное понимание химического поведения в разнообразных средах за пределами водных растворов, что соответствует более широким химическим принципам и практикам.


Одиннадцатый класс → 7.5.2


U
username
0%
завершено в Одиннадцатый класс

← Предыдущий (7.5.1)
Концепция Аррениуса
Следующий (7.5.3) →
Концепция Льюиса

Комментарии 



Концепция Бренстеда-Лоури

https://www.chemistryelite.com/g11/7.5.2?ceal=ru