PIRMĀ SEMESTRA NOSLĒGUMA TESTI
Protolītu teorijas pamatjēdzieni
Savienojumu skābo un bāzisko īpašību izskaidrošanai ir radītas vairākas teorijas. Visbiežāk izmanto klasisko teoriju (S. Arreniuss, 1878. g.) un protolītu teoriju (J.Brensteds un T. Lauri, 1923. g.). | S.Arreniuss |
Saskaņā ar klasisko teoriju, skābes ir vielas, kas ūdens šķīdumos atšķeļ ūdeņraža jonus , savukārt bāzes ir vielas, kas ūdens šķīdumos atšķeļ hidroksīdjonus .
Šī teorija ir piemērojama tikai tādām vielām, kuru molekulās vai kristālrežģī ir šie joni. Taču eksistē daudzas vielas, kas ir ar skābju vai bāzu īpašībām, bet nesatur augstākminētos jonus, piemēram, amonjaks ir samērā stipra bāze, bet hidroksīdjonu tā sastāvā nav.
Protolītu teorijas pamatā ir divas definīcijas:
Skābes ir vielas, kas disociācijas procesā atšķeļ protonus. Tās sauc arī par protonu donoriem.
Bāzes ir vielas, kas disociācijas procesā protonus pievieno. Tās sauc arī par protonu akceptoriem.
Šīs teorijas pamatā ir priekšstats, ka ir protons, ap kuru nav neviena elektrona un kura izmēri ir daudz reižu mazāki nekā citām molekulām un joniem. Tāpēc, tiklīdz tas ir atšķēlies no skābes, tas tūlīt ienirst citas molekulas vai jona elektronu apvalkā. Šī iemesla dēļ, apskatot protona atšķelšanos, ir jābūt skaidrībai par to, kam šis protons pievienojas:
Pēc S.Arreniusa
Pēc J. Brensteda – T.Lauri
Skābes var būt arī joni:
Ūdens šķīdumā skābe dod protonu bāzei un veidojas hidroksonija jons .
Protons stipri piesaistās pie ūdens molekulas un rodas trīsstūra piramīdas formas hidroksonija jons.
Skābes var būt vienprotona (), divprotonu () un trīsprotonu ( ), utt.
Reakcijas, kurās notiek protona pārnese, sauc par protona pārneses reakcijām vai protonēšanas reakcijām.
Reakcijas, kurās notiek protona pārnese, sauc par protona pārneses reakcijām vai protonēšanas reakcijām.
Bāzes var būt vienprotonu (), divprotonu (), trīsprotonu (), u.t.t.
Saskaņā ar protolītu teoriju, katrai skābei atbilst sava bāze un katrai bāzei atbilst sava skābe. Šādus vielu pārus sauc par protolītiskajiem pāriem. Katrs tāds pāris satur skābi un saistīto vai konjugēto bāzi, kurus katru atsevišķi sauc par protolītiem. Atņemot skābei protonu, iegūst konjugēto bāzi, bet, bāzei protonu pievienojot, iegūst konjugēto skābi. Protolītisko pāru piemēri:
Svarīgi!
Stiprai skābei atbilst vāja konjugētā bāze un stiprai bāzei atbilst vāja konjugētā skābe.
Ūdens autojonizācija
Ūdenim piemīt gan skābes, gan bāzes īpašības. Tātad var realizēties process, kuru sauc par autojonizāciju:
Šis process notiek ļoti mazā mērā. Istabas temperatūrā tikai apmēram divas molekulas no molekulām ir jonizētā formā. Vienkāršības dēļ vietā protonu apzīmēsim ar , tad ūdens autojonizācijas līdzsvaru pieraksta sekojoši:
Varam uzrakstīt līdzsvara konstantes izteiksmi:
sauc par ūdens jonu reizinājumu. Ir noteikts, ka =
Atsauce:
https://moodle.rtu.lv/public/course/view.php?id=38809