Слайд 2
План
1. Протолитическая теория кислот и оснований. Типы протолитов.
2.
Протолитические равновесия в воде, шкала рН.
3. Сила кислот и
оснований, константы кислотности и основности.
4. Вычисления рН и рОН в водных растворах.
5. Протолитическое равновесие в неводных растворителях. Константа автопротолиза.
6. Гидролиз.
7. Протолитическое равновесие в буферных растворах.
8. Протолитическое равновесие в растворах амфолитов.
9. Роль кислотно-основных равновесий в аналитической химии.
Слайд 3
Электронная теория Г. Н. Льюиса (1926 г.).
Слайд 4
Протолитическая теория кислот и оснований (ПТКО) Бренстеда-Лоури
НА ⮀
Н+ + А-
а1
b1
В + Н+ ⮀ НВ+
b2 а2
Слайд 5
НА + В ⮀ НВ+ + А-
а1 b2 а2
b1
H2O + H2O ⮀ OH- + H3O+
CH3COOH + H2O ⮀ CH3COO- + H3O+
NH4+ + H2O ⮀ NH3 + H3O+
Слайд 6
Кислоты:
молекулярные (нейтральные) НА: HCl, HNO3, H2SO4, HCN,
CH3COOH.
катионные ВН+: H3O+, NH4+, [Al(H2O)6]3+.
анионные НА-: HSO3-,
H2PO4-, HCO3-, HC2O4-, HC4H4O6-.
Слайд 7
Основания:
молекулярные (нейтральные) В: NH3, CH3-NH2, C6H5N, NaOH,
H2N-NH2.
катионные В+: H2N-NH3+, [Zn(OH)(H2O)3]+.
анионные А-: Сl-, OH-,
CN-, CH3СOO-, CO32-, SO42-.
Слайд 8
Амфолиты:
анионные кислоты, они же анионные основания НА-:
HSO3-, H2PO4-, HCO3-, HC2O4-, HC4H4O6-.
Слайд 9
Амфолиты:
нейтральные молекулы В: [Zn(OH)2(H2O)2], [Al(OH)3(H2O)3], [Cr(OH)3(H2O)3].
Слайд 10
Амфолиты:
катионные основания, они же катионные кислоты В+:
H2N-NH3+, [Zn(OH)(H2O)3]+, [Al(OH)2(H2O)4]+, [Cr(OH)2(H2O)4]+.
Слайд 11
Протолитические равновесия в воде
H2O + H2O ⮀ OH-
+ H3O+
H2О ⮀ H+ + OH-
В разбавленных растворах концентрация
воды как растворителя постоянна и равна 1000,0/18,0 = 55,56 моль/л.
(при 25°С, табличные данные)
Слайд 12
Протолитические равновесия в воде
КС∙[Н2О] = КН2О = Кw
= 1,86∙10-16 ∙55,56 =10-14
КН2О = Кw =[H3O+]
∙ [OH-] =10-14
или упрощенно Kw = [H+] ∙ [OH-]
Слайд 13
Протолитические равновесия в воде
рКw = - lg Kw
= -lg 10-14 = 14
[H3O+] = [OH-] = 10-7
рН = - lg [H3O+] = - lg 10-7 = 7
рОН = - lg [ОH-] = - lg 10-7 = 7
pKw = pH + pOH = 14
рKw = рН + рОН
Слайд 15
[H3O+] = 10-рН [OH-] =
10-рОН
При 100°С (Кw = 55∙10-14) чистая вода имеет рН
= 6,12.
При 15°С (Кw = 0,46∙10-14) – рН = 7,17.
Слайд 18
закон разбавления (законом разведения) Оствальда:
При α
Слайд 19
рKа = –lg Kа; pKb = –lg Kb
Кw
= Ка ∙ Кb или рКw = рКа
+рКb
Слайд 20
Классификация кислот и оснований по их силе в
воде
Слайд 21
Автопротолиз
CH3СООН + CH3СООН ⮀ CH3COO- + CH3COOH2+
NH3 + NH3 ⮀ NH2- + NH4+
CH3ОН + CH3ОН ⮀ CH3O- + CH3OH2+
HSolv + HSolv ⮀ H2Solv+ + Solv-
Слайд 22
Поскольку [НSolv] = const, то
КС∙[НSolv] = const =
Ks
Ks = [H2Solv+]∙[Solv-]
рКs = рH2Solv + рSolv
Слайд 24
Кислотные:
CH3COOH + CH3COONa (pH = 3,8
– 6,3)
HCl + H2N-CH2-COOH (pH =1,1 –
3,5)
KH2PO4 + Na2HPO4 (pH = 4,8 – 8,0)
Основные:
Na2B4O7 + HCl (pH = 7,71 – 9,23)
Na2B4O7 + H2N-CH2-COOH (pH = 9,23 – 11,02)
NaOH + H2N-CH2-COOH (pH = 8,53 – 12,90)
NH4OH + NH4Cl (pH до 10,24)
Универсальные:
буферный раствор H3BO3 + H3PO4 + CH3COOH + NaOH
(pH = 1,8 –11,98)
Буферные растворы индивидуальных веществ:
а) нас. водный раствор гидротартрата калия КНС4Н4О6
(рН = 3,567 при 25°С);
б) 0,05 М водный раствор гидрофталата калия КНС8Н4О4
(рН = 4,008 при 25°С);
в) 0,05 М водный раствор тетрабората натрия Na2B4O7·10Н2О
(рН = 9,18 при 25°С).
Слайд 25
HA + ОH- ⇄ A- + H2O
A- + H3O+ ⇄ HA + H2О
СН3СООН + ОH- ⇄ СН3СОО- + H2O СН3СОО- + H3O+ ⇄ СН3СООН + H2О
NH4+ + ОH- ⇄ NH3 + H2O NH3 + H3O+ ⇄ NH4+ + H2О
Слайд 28
Кислотные свойства:
Основные свойства:
Слайд 29
Bi(OH)3 + H2O ⮀ H2BiO3- + H3O+
В сильно
щелочной среде [H3O+] = 10-14 моль/л
![Амфолиты: нейтральные молекулы В: [Zn(OH)2(H2O)2], [Al(OH)3(H2O)3], [Cr(OH)3(H2O)3].](/img/tmb/15/1462578/043e84a5f8665ab7af7f7cbe6bc20c1a-720x.jpg "Применение здм к кислотно-основным равновесиям и их роль в аналитической химии")
![Амфолиты: катионные основания, они же катионные кислоты В+: H2N-NH3+, [Zn(OH)(H2O)3]+, [Al(OH)2(H2O)4]+, [Cr(OH)2(H2O)4]+.](/img/tmb/15/1462578/0232c918541ebb6009274838a4c1baa5-720x.jpg "Применение здм к кислотно-основным равновесиям и их роль в аналитической химии")
![Протолитические равновесия в водеКС∙[Н2О] = КН2О = Кw = 1,86∙10-16 ∙55,56 =10-14](/img/tmb/15/1462578/6b3b1cf9828920738a732092b1cebf13-720x.jpg "Применение здм к кислотно-основным равновесиям и их роль в аналитической химии")
![[H3O+] = 10-рН [OH-] = 10-рОН При](/img/tmb/15/1462578/f09e9f891a53f77bd1188b5a8988e46c-720x.jpg "Применение здм к кислотно-основным равновесиям и их роль в аналитической химии")
![Поскольку [НSolv] = const, тоКС∙[НSolv] = const = KsKs = [H2Solv+]∙[Solv-]рКs = рH2Solv + рSolv](/img/tmb/15/1462578/4eb8762e0a49c511974b932be301bc00-720x.jpg "Применение здм к кислотно-основным равновесиям и их роль в аналитической химии")
![Bi(OH)3 + H2O ⮀ H2BiO3- + H3O+В сильно щелочной среде [H3O+] = 10-14 моль/л](/img/tmb/15/1462578/d5dd476f2586f356d11b7a269e736c90-720x.jpg "Применение здм к кислотно-основным равновесиям и их роль в аналитической химии")
