Skip to main content
LibreTexts - Ukrayinska

1.2: Кислоти та основи

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    67847

    • \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

    Що таке кислота?

    Термін кислота походить від латинського слова acidus, що означає кислий. Ранні хіміки мали список властивостей, які були загальними для речовин, які вони вважали кислотами або підставами [наприклад, кислоти мали кислий смак, стали лакмусовим червоним, вступали в реакцію з деякими металами з утворенням легкозаймистого газу (водень).. і т.д..]. Вони оцінювали б нову речовину як кислоту або як основу (або як ні), порівнюючи властивості нової речовини зі списком властивостей.

    Теорія Арренія

    Перший сучасний підхід до кислотно-лужної хімії був у Арреніуса в 1887 році. Він визначив кислоту як речовину, яка була здатна дисоціювати у водному розчині з утворенням іонів водню. Це визначення ідентифікувало більшість речовин, які в той час вважалися кислотами. Основа була визначена як речовина, яка дисоціювалася у водному розчині з утворенням гідроксидних іонів. Теорія не була повністю задовільною з кількох причин. Наприклад, деякі речовини, які мали кислі властивості, не містили водню, а деякі основи не містили гідроксид-іонів. Теорія також застосовувалася тільки до водних розчинів.

    Теорія Бронстеда-Лоурі

    Наступною розробкою стала теорія Бронстеда-Лоурі (1923), і це підхід, який є загальноприйнятим у біологічній та медичній сферах. Кислота визначається як речовина, яка дарує іон водню іншій речовині. Для цього не потрібен водний розчин або дисоціація на іони, як у визначенні Арренія. Речовина, яка приймає Н + з кислоти, називається сполученим підставою. Ця ідея спряжених кислотно-лужних пар є важливою частиною підходу Бронстеда-Лоурі. Кислотна міцність визначається з точки зору сили тенденції до здачі іона водню в розчинник (тобто воду в біологічних системах). Сильна кислота має високу тенденцію здавати протон воді, тому [H 3 O +] високий.

    Інші підходи: Льюїс і Усанович

    Більш загальним визначенням кислот і підстав є підхід Льюїса 1923 року. Поштовхом тут стала проблема речовин, які проявляли кислотні властивості в розчині (наприклад, СО 2), але не містять H +. Льюїс визначив кислоту як будь-яку сполуку, яка була потенційним акцептором електронної пари і основою як будь-яка сполука, яка була потенційним донором електронної пари. У схемі Льюїса Н + сама по собі є кислотою.

    Усанович (1939) розробив ще більш загальний підхід до кислотно-лужної теорії, який закріпив різні підходи попередніх теорій.

    Який підхід ми повинні використовувати?

    З медичної та біологічної точки зору теорія Бронстеда-Лоурі легко зрозуміти і охоплює всі біологічні кислоти і основи, що зустрічаються у водних розчині. Це кращий підхід. (CO 2 не є строго кислотою в системі Бронстеда-Лоурі, оскільки вона не має іона водню, але вона може бути розміщена, розглядаючи вугільну кислоту (H 2 CO 3) як кислоту.)

    Насправді більшість лікарів мають базові знання про кислоти та основи, що є дещо поєднанням підходу Арреніуса (кислота: H + у розчині), підходу Бронстеда-Лоурі (кислота = донор протона) і навіть підходу Льюїса (наприклад, CO 2 як кислота). Цей рівень розуміння, як правило, є задовільним для клінічних цілей. Наведена нижче таблиця узагальнює різні підходи.

    Основні принципи різних теорій кислот і основ

    традиційний підхід

    Кислота: речовина, яка має певні властивості
    (наприклад, кислий смак, стає лакмусовим червоним)

    Арреній

    Кислота: H + у водному розчині
    Основа: ОН - у водному розчині
    При нейтральності: [Н +] = [ОН -]

    Бронстед-Лоурі

    Кислота: H + донор
    Основа: H + акцептор
    Кон'югатні
    кислотно-лужні пари Немає поняття нейтральності

    Льюїс

    Кислота: потенційний електрон-парний акцептор
    Основа: потенційний донор електронної пари

    Усанович

    Кислота: речовина, яка дарує катіон, або приймає аніон або електронну
    основу: речовина, яка дарує аніон, або приймає катіон.