Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
sp_rastvorit_2009.doc
Скачиваний:
11
Добавлен:
21.04.2023
Размер:
676.35 Кб
Скачать

2.4. Классификация по кислотно-основным свойствам

Эта классификация является определяющей при выборе растворителя для химических процессов, так как практически все взаимодействия в химии могут быть рассмотрены с позиций кислотно-оснόвных взаимодействий.

Первое фундаментальное определение кислоты и основания принадлежит С. Аррениусу. Согласно этому определению, кислоты – это соединения, которые в растворе образуют ионы водорода Н+, а основание – ионы гидроксила ОНˉ:

HCl → Н+ + Clˉ (HCl – кислота)

КОН → ОНˉ + К+ (КОН – основание)

Эти представления верны лишь для процессов, проходящих в водных растворах. Более общее определение кислот и оснований дали А. Бренстед и Л. Лоури. По определению Бренстеда и Лоури, кислоты – это вещества, способные давать протоны (доноры протонов), а основания – вещества, способные связывать протоны (акцепторы протонов). Исходя из этого, растворители делят на кислотные (органические кислоты и нитросоединения – так называемые «псевдокислоты»), оснόвные (амины) и нейтральные (вода, спирты, четыреххлористый углерод и др.). В свою очередь, каждая из названных групп разделяется на слабополярные и сильнополярные.

Наиболее общая современная концепция кислот и оснований принадлежит Д. Льюису: основания – это соединения, имеющие неподеленную (свободную) электронную пару, а кислоты – соединения, способные связывать свободную электронную пару. В соответствии с данным определением кислотный характер приписывается также таким соединениям, как ионы металлов, AlCl3, ZnCl2 и другим, у которых на внешней электронной оболочке атома металла имеется незаполненная электронная орбиталь, способная к насыщению фиксацией пары электронов. Таким образом, согласно Льюису, кислоты – любые акцепторы электронов, а основания – доноры электронов. В соответствии с этим растворители можно разделить на льюисовские кислоты и основания, кислотность и оснόвность которых определяется электроноакцепторными и электронодонорными свойствами. В связи с этим самая всеобъемлющая классификация растворителей предусматривает разделение их на два класса – донорные (оснόвные) и акцепторные (кислотные). Вместе с тем, необходимо понимать, что относительность такого деления очевидна, так как способность молекул растворителя отдавать или принимать от партнера электронную пару зависит от свойств как растворителя, так и растворенного вещества. Донорные растворители – амины, амиды, спирты, альдегиды, кетоны, простые и сложные эфиры, сульфоксиды. Общим признаком донорных растворителей является преимущественная сольватация положительно заряженных частиц, характеризующихся дефицитом электронов. Акцепторные растворители преимущественно сольватируют частицы с избытком электронов. Акцепторные растворители делят на протонные, или протолитические (могут давать протон, например минеральные и органические кислоты, спирты, фенолы) и апротонные (уксусный ангидрид, нитробензол, нитрометан). Апротонные растворители не способны вступать в кислотно-оснόвное взаимодействие, связанное с переносом протона (углеводороды, гелогенпроизводные и пр.). Протолитические растворители способны к переносу протона и проявляют по отношению к растворенному веществу протонодонорную функцию. Вода и спирты могут выступать в роли как донора, так и акцептора электронов, в зависимости от того, с каким веществом они взаимодействуют (проявляют амфотерный характер). Мера оснόвности – донорное число DNSbCl5, которое определяется количеством теплоты, выделяющейся при смешении моля растворителя с молем пятихлористой сурьмы. Акцепторное число AN определяют по химическому сдвигу ядра фосфора в ЯМР-спектрах растворов оксида триэтилфосфина (С2Н5)3РО в данном растворителе.

В свете донорно-акцепторных взаимодействий растворение сопровождается образованием молекулярных комплексов (сольватов) за счет взаимодействий кислот Льюиса с основаниями Льюиса.

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]