химический каталог




Аналитическая химия. Химические методы анализа

Автор О.М. Петрухин

Лоури описывает сравнительно меньшее число веществ, чем, например, теория Льюиса, однако удобнее для расчетов и сравнения силы кислот и оснований воспользоваться теорией Бренстеда. Последняя находит широкое применение в практике аналитической химии и будет рассмотрена нами ниже.

Теория Бренстеда — Лоури определяет кислоты и основания согласно их поведению по отношению к протону: кислоты — доноры протона, основания — акцепторы. Кислоты и основания объединяются под общим названием — протолиты, а взаимодействие их называют протолитическим равновесием. В протолитических реакциях может принимать участие амфипротный растворитель.

Автопротолиз — самоионизация растворителя, молекулы которого проявляют свойства и кислоты, и основания. Например, для воды

НгО-(-Н20 НзО+ + ОН~ константа равновесия процесса может быть выражена

K = aH,0+aOH-/aH,0- (215)

Так как равновесные значения fl:Hj0+ и аон~ очень малы, можно считать, что на активность Н2О практически не влияет присутствие незначительного количества ионов Н30+ и ОН-и она равна активности чистого растворителя. Уравнение (2.15) примет вид

K» = aHj04QOH-,

где Kw — константа автопротолиза воды, которая при 25 °С составляет

/(„=1,00-ю-".

В общем виде для растворителя HS HS + HS *=* SH2+ + S-константа автопротолиза (Ks)

Подробно теории кислот и оснований рассматриваются в гл. 13.

22

23

Положительно заряженная частица носит название лио-ния, отрицательно заряженная — лиата.

Многие растворители проявляют свойства кислоты и основания:

2NH3 NH,+ + NH2- /Смн,=аш;к<№-. 2СНзСООН э=± СНзСООН^+ СНэССО-

^CH,COOH = aCHsCOOHJ-aCHiCOO--

Протолит проявляет в данном растворителе свойства кислоты, если акцепторные свойства к протону выражены у него слабее, чем у растворителя, в этом случае перенос протона имеет направление от протолита к растворителю. И, наоборот, протолит проявляет в данном растворителе свойства основания, если акцепторные свойства к протону у него выражены сильнее, чем у растворителя; перенос протона имеет направление от растворителя к протолиту Протонный перенос осуществляется в две стадии — собственно протонный перенос с образованием ионного ассоциата и далее его диссоциация: HAn + HS SrtfAn- ^^SHt+An-, B + HS BH + S" =s=t BH + +S".

В полярных растворителях, например в воде, ионный ассоциат диссоциирует полностью. Если константа равновесия такого процесса велика (К> 1), то кислота или основание практически полиостью диссоциируют с образованием аннона и гндроксония или, соответственно, катиона и гидроксид-иона: [НзО+)=С„„ и [ОН-)=С„с„.

В данном случае речь идет о сильных кислотах или основаниях. Более сильные кислоты, чем НзО+, и более сильные основания, чем ОН-, в воде не существуют.

Если константа равновесия диссоциации ионного ассоциата в воде мала (К< I), то рН таких растворов рассчитывают с использованием констант кислотности или основности. В данном случае речь идет о слабых кислотах или основаниях. При расчете следует учитывать равновесие:

НАп +Н20=Ап-+Н30+,

1 — a a а

где a — степень диссоциации кислоты.

С учетом концентрации кислоты С, а также

/(А=[Ап1 [НзО+]/[НАп]

получаем

*A=CV/[C(l-a)J.

Если учесть, что величина а мала, то /Гд= CV/C=Ca2,

24 откуда

[НэО+) =Са, или [НзО+1 = л/^дС. В случае, когда нельзя пользоваться приближением C(l —а) = С, [НзО+] рассчитывают по уравнениям а2С-г-КАа-/Сд = 0,

а.= (-Ка±УКа+4КаС )/2С,

[Н,0+] = аС=(-КА±У*А+4/(АС )/2.

Пример. Какую концентрацию кислоты НС1 надо взять, чтобы ее рН было таким же, как для раствора 0,08Л4 уксусной кислоты? Решение: [Н30 + ] =V^7C=Vl,75-l(T5-0.08=l,18- l(rs, ? pH=-lg[H + ] = -lg(l,18-IO-3)=2,93. В случае НС1 (сильной кислоты)

[Н,0+]=Снс„ pH = -lg[H30+]=:2,93, СНС1=1,18-1СГ3Л1. Диссоциацию многоосновной кислоты НлА в водном растворе можно представить последовательно протекающими стадиями:

H„A + H20 *=t Н„-,А- + НзО^, Н„_,А- + №0 *=* Н„_2Аг- + Н30+,

НА*"'" -4-НаО з=ь А"~ + Н30+, поэтому раствор содержит набор частиц различных форм. Для простоты рассмотрим трехосновную кислоту НзРО«, которая диссоциирует в три стадии:

р/СА, = 2,33, pKA=7,2l, pKAj = 12,32 (рКА=-lg/СА). Последующая константа составляет '/юоооо от предыдущей. Эта закономерность является общей для тех кислородсодержащих кислот, у которых все группы —ОН связаны с одним и тем же атомом.

Учитывая условия равновесий

[Н+][Н2РОГ]=КА|[НзРО,1, [Н+1 [НРО?-]=КА,|Н2РОГ],

[h+][po3-]=/(Ai(hpoM

и материального баланса для фосфат-ионов,

[НзРО.1 + [Н2РО,-| + [НРОП + [РО\~\ = С, где С — аналитическая концентрация фосфорной кислоты.

25

Выразим долю заданной формы кислоты, присутствующей в растворе, в виде отношений:

аэ=[НаР04)/С, аг = [Н2РОГ| /С=ааЛ:А,/[Н+], а,= [НРО|-1/С=азАГАЛА,/[Н + ]1, а»= [РОМ/С=аэ/ГАЛАДА,/[Н + ]3, где «о — доля от Сн р0 полностью депротонированной НзРСи, т. е. доля РО,~; а, — доля 'формы НРО,~; а2 — Н2РО,~; аз — Н5РО«.

Доли отдельных форм связаны условием а.о-j- at -j- аг +

страница 10
< 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

Скачать книгу "Аналитическая химия. Химические методы анализа" (1.98Mb)


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

 

 

Реклама
купить итальянские ручки для межкомнатных дверей с хрусталем
линзы неокосмо купить
рисунок дизайн интерьера
сварка металлического ящика

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
(03.12.2016)