Протонная теория кислот и оснований Бренстеда
Кислоты Бренстеда – это соединения, способные отдавать протон (доноры протона).
Основания Бренстеда – это соединения, способные присоединять протон (акцепторы протона). Для взаимодействия с протоном основание должно иметь свободную пару электронов или электроны -связи.
Кислоты и основания образуют сопряженные кислотнотно-основные пары, например:
| CH3COOH | + | H2O | 
| CH3COO- | + | H3O+ | ||||||
| кислота1 |
| основание2 | основание1 |
| кислота2 | |||||||
| CH3NH2 | + | H2O |
| CH3NH3+ | + | OH- | ||||||
| основание1 |
| кислота2 |
| кислота1 |
| основание2 | ||||||
В общем виде:
| Н-А | + | :В |
| :А | + | Н-В |
| кислота1 | основание2 | основание1 | кислота2 |
Сила кислоты НА будет зависеть от силы основания :В. Поэтому для создания единой шкалы силу кислот и оснований Бренстеда определяют относительно воды, которая является амфотерным соединением и может проявлять и кислотные, и основные свойства.
Сила кислот определяется константой равновесия их взаимодействия с водой как основанием, например:
CH3COOH + H2O = CH3COO- + H3O+
Так как в разбавленных растворах [H2O]=const, то ее можно внести в константу равновесия, которую называют константой кислотности:
На практике чаще пользуются величинами pKa= - lg Ka. Чем меньше величина pKa, тем сильнее кислота.
Сила оснований определяется константой равновесия взаимодействия их с водой как кислотой:
|
|
|
RNH2 + H2O = RNH3+ + OH-
- константа основности.
Для сопряженных кислоты и основания Ka Kb=KW. Таким образом, в сопряженной кислотно-основной паре, чем сильнее кислота, тем слабее основание и наоборот. Силу основания чаще выражают не константой основности, а константой кислотности сопряженной кислоты 
. Например, для основания RNH2 величина - это константа кислотности сопряженной кислоты 
:
RNH3+ + H2O = RNH2 + H3О+
На практике чаще пользуются величиной 
. Чем больше величина 
, тем сильнее основание.
Классификация органических кислот и оснований
Кислоты и основания Бренстеда классифицируют по природе атома при кислотном или основном центре.
В зависимости от природы элемента, с которым связан протон, различают четыре основных типа органических кислот Бренстеда:
- O-H – кислоты - карбоновые кислоты, спирты, фенолы;
- S-H – кислоты - тиолы;
- N-H – кислоты - амины, амиды, имиды;
- C-H – кислоты - углеводороды и их производные.
В зависимости от природы атома, к неподеленной паре электронов которого присоединяется протон, основания Бренстеда делят на три основных типа:
- аммониевые основания - амины, нитрилы, азотсодержащие гетероциклические соединения;
- оксониевые основания - спирты, простые эфиры, альдегиды, кетоны, карбоновые кислоты и их функциональные производные;
- сульфониевые основания - тиолы, сульфиды.
Особый тип оснований Бренстеда представляют -основания, в которых центром основности являются электроны -связи (алкены, арены).
|
|
|
Дата добавления: 2019-02-12; просмотров: 422; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!