Тема VII. Протолитическая теория кислот и оснований. Протолитические равновесия и процессы

Протолитическая теория позволяет рассматривать с единой позиции не только ионизацию кислот и оснований, но и многие другие химические процессы, протекающие в водных системах живых организмов и окружающей среде. Прежде всего это относится к реакциям гидролиза и нейтрализации. Протолитические процессы играют важную роль в обмене веществ. С ними связано поддержание на определенном уровне кислотности крови и других физиологических жидкостей, т.е. поддержание кислотно-основного или протолитического гомеостаза. Знание протолитической теории позволяет понять механизм буферного действия биологических буферных систем, которые совместно с дыхательной и выделительной системами организма и обеспечивают этот гомеостаз.

По теме VII студент должен знать теорию Аррениуса, теорию Льюиса, теорию кислот и оснований Бренстеда и Лоури; понятия: протолитическая кислота, протолитическое основание, амфолит, сопряженная протолитическая пара; константу автопротолиза воды, константы кислотности и основности; их взаимосвязь;

уметь оценивать кислотно-основные свойства соединений; оценивать полноту протекания протолитического процесса; владеть навыками расчета константы протолиза и прогнозирования вероятности протекания протолитического процесса.

Вопросы для подготовки

1. Свойства кислот и оснований в свете теории электролитической диссоциации Аррениуса. Ее ограниченность в оценке кислотно-основных свойств органических соединений.

2. Протонная (протолитическая) теория кислот и оснований. Суть теории.

3. Понятия кислоты и основания в свете протолитической теории. Примеры протолитических кислот и оснований.

4. Амфолиты. Примеры амфолитов.

5. Сопряженные кислотно-основные пары.

6. Влияние растворителя на кислотно-основные свойства растворенного вещества. Типы растворителей: протогенные, протофильные, амфипротонные, апротонные. Примеры.

7. Типы протолитических реакций.

8. Протолитическое равновесие. Константа протолиза.

9. Значение протолитической теории для понимания химических процессов, протекающих в водных системах живых организмов и окружающей среде.

Тесты

1. Какая частица не может выполнять роль протолитической кислоты?

1.1. Н₂О; 1.2. NH₃;

1.3. HS^-; 1.4. СН₃СООН.

2. Какая частица может выполнять только роль протолитического основания?

2.1. ; 2.2.НСО₃^-;

2.3. Н₂О; 2.4. СН₃СОО^-.

3. Какая частица является амфолитом?

3.1. (CH₃)₂NH; 3.2. Н₂РО₄^-;

3.3. Н₃О⁺; 3.4. Н₃РО₄.

4. К какому типу растворителей относится пропанол?

4.1. протогенный;

4.2. протофильный;

4.3. амфипротонный;

4.4. протонный.

5. Укажите сопряженную кислоту для основания НРО₄^2-:

5.1. Н₂О; 5.2. РО₄^3-;

5.3. Н₂РО₄^-; 5.4. Н₃РО₄.

6. Укажите сопряженное основание для протолитической кислоты HSO₃^-:

6.1. SO₃^2-; 6.2. H₂O;

6.3. H₂SO₃; 6.4. OH^-.

7. Какое уравнение следует выбрать для доказательства основных свойств иона HS^-?

7.1. HS^- + H₂O ↔ S^2- + H₃O⁺;

7.2. HS^- + H₂O ↔ H₂S + OH^-;

7.3. H₂S ↔ H⁺ + HS^-;

7.4. H₂S ↔ 2H⁺ + S^2-.

8. По какой формуле можно оценить константу протолиза следующей протолитической реакции:

CN^- + HCO₃^- ↔ HCN + CO₃^2-

8.1. 8.2.

8.3. 8.4.

9. Какое из указанных веществ является более сильным протолитическим основанием?

9.1. NH₃; 9.2. (CH₃)₂NH;

9.3. CH₃NH₂; 9.4. C₆H₅NH₂.

9. Гидролиз какого иона будет протекать более полно?

10.1. НСО₃^-; 10.2. S^2-;

10.3. HSO₃^-; 10.4. СН₃СОО^-.