химический каталог




Анорганикум Том 1

Автор Г.Блументаль, 3.Энгельс, И.Фиц, В.Хабердитцль и др.

оводорода через воду образуется соляная кислота и раствор нагревается. Протон хлороводорода присоединяется к молекуле воды: НС1 —* CI" + Н+ н+ + н3о н„о+

НС1 + Н,0 ч=± Н„0+ -J- СГ

В данном случае НС1 выступает как донор протонов (кислота), a HjO — как акцептор протонов (основание). Выделение теплоты в этой реакции происходит как на стадии присоединения протонов, так и на стадии гидратации образовавшихся ионов гидроксония и хлора.

Аналогично протекает реакция аммиака с водой:

НаО 4=!= ОН" + Н+

H+4-NH, -г—? Ш4+

H.0 4-NH, NH4+4-OH"

Здесь донором протонов является вода (кислота), а их акцептором— NH3 (основание). Эта реакция также экзотермическая.

' Запишем в общем виде протолитический процесс между Двумя сопряженными парами:

At э=± Bt + н+

H+ + Ba 3=fc Аа

А,4-В2 А, + В,

Переход протона не всегда происходит в жидкой фазе; этот процесс может происходить как в твердой, так и в газообразной фазе, например, выделение циановодорода при растирании Цианидов с KHSO,

KHS04 (тв.) 4- KCN (тв.) >- HCNf (газ) 4- K2S04 (тв.)

или образование твердого иодида фосфония из фосфина и иодоводорода.

РН3 (газ) + HI (газ) я=5 [PHJI (тв.)

378

Неорганическая химия

Теория кислот и оснований

379

33.4.1.4.

Автопротолиз воды

Вода характеризуется амфотерными свойствами, т. е. в ней протекает протолитическая реакция с очень небольшой константой равновесия:

На04- Н20 HJO++ ОНПеренос протона между одинаковыми частицами называют ав-топротолизом или кислотно-основным диспропорционировани-ем. Существование ионов доказывается наличием небольшой электропроводности воды (при 18°С х=4,41-10_10 См/м). В чистой воде концентрация ионов НзО+ и ОН- одинакова. Для этой протолитической реакции принята еще одна характеристика, кроме обычной константы равновесия, — ионное произведение воды (разд. 23.3.10):

<ч = анао+-аон- (Ю)

Эту величину можно также назвать константой автопротолиза воды. Кщ сильно зависит от температуры; при 22°С К„„ = 1,00-10-».

Уравнение (10) справедливо для всех водных систем, в которых находятся и другие протолиты, при условии замены концентрации на активности. Коэффициенты активности и в этом случае определяются через ионную силу раствора. Уже при ионной силе />10~3 значения рН сильно изменяются, что необходимо учитывать при сравнении данных, полученных расчетом и из потенциометрических измерений.

В чистой воде и в сильно разбавленных водных растворах активности можно заменить на концентрации:

Ксщ=снф*-сон- [мольа/л2] (11)

В такой форме ионное произведение воды часто применяется для оценки значений рН и при более высоких значениях ионной силы.

33.4.1.5. Сила кислот и оснований в водных растворах

Кислоты и основания могут сильно отличаться друг от друга по степени протолиза в воде. Сильные протолиты почти нацело реагируют с растворителем. Слабые электролиты реагируют только частично, т. е. значительная часть исходного вещества находится в равновесной смеси в неизмененном виде. Так, например, в растворе соляной кислоты практически все молекулы HCI диссоциированы на гидратированные ионы Н30+ и С1~, В 1 М уксусной кислоте только ~ 1 % исходного количества кислоты распадается на ацетат-ионы и ионы гидроксо-ния, а преобладающая часть вещества находится в неизменен„ом состоянии. Количественной мерой силы кислоты является константа равновесия, которую получают, применив к протоли-тическому равновесию закон действующих масс. Для протолиза кислоты

(12)

A + H20 4==fc н30++В ав-инцО* ав-ан3оКа = Здесь Ка — константа кислоты; приближенное значение константы кислоты можно получить, принимая активность воды в разбавленных растворах равным 1. Аналогично для протолиза основания

(13)

Кн=H20+B «=fc А + ОН°А-°ОН~

где Кь — константа основания.

Для упрощения вычислений вместо констант Ка и Кь часто используют их логарифмы с обратным знаком (рК). рК важнейших кислотно-основных пар приведены в табл. В.5, причем все данные относятся к стандартному растворителю — воде.

Константы кислоты К„(Н30+) и основания Кь (ОН-) требуют особого обсуждения. Если принять некоторые упрощающие предположения, из уравнений (12) и (13) получим для них следующие значения:

Ка (НаО+) = ""а" „У = АН20 = /нГ0-<:нГ0 ~ СН,0 = 55,3 МОЛЬ/л

К4(ОН-)= ""ag"-" = "Н2° = fa,o-CH,o ~ сндо = 5S.3 моль/л

Отсюда при 25 °С

рКа (Н„0+) = рКь (ОН") = —1,74

На практике обычно принимают /н,о = 1. хотя вследствие большой концентрации воды (снго = 55,3 моль/л) и сильного взаимодействия между молекулами (водородная связь) это предположение не совсем оправданно. Истинный коэффициент активности значительно меньше 1, однако его очень трудно

измерить. те динамическ01.0 011ред(,Ления констант надо выразить активность воды, участвующей в протолитической реакции, так же как и активность воды —растворителя, в мольных долях. Тогда получим Ка' (Н30+) = Кь' (ОН") = 1 рКа' (На0+) = ?Кь' (ОН") = 0 Впрочем, при этом получаются безразмерные константы кислот и оснований, вторые нельзя срав

страница 140
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238 239 240 241 242 243 244 245 246 247 248 249 250 251 252 253 254 255 256 257

Скачать книгу "Анорганикум Том 1" (8.12Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
Кликай, получай скидку по промокоду "Галактика" в КНС - HP ProBook 455 G4 - кредит онлайн по всей России и не выходя из дома!
кухонные столы на металлических ножках
шкаф металлический хозяйственный
solingen germany

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(24.02.2017)