Еріткіштердің қышқылды-негіздік қасиеттері

Оңтүстік Қазақстан обылысы
Шардара ауданы
№ 16 колледж студенті   
Орындаған: Т-54 топ студенті Көшербай Гулшат Пердебайқызы

Еріткіштерге және онда ерітілген заттардың ерітінділеріне қышқылдық - негіздік қасиеттер тән. Қышқыл-негіз үғымдарын қарастыру барысында әртүрлі көзқарастар ұшырасады. Енді оларға қысқаша тоқталалық.

Өзімізге таныс суды ерігенде сутек катиондарын түзетін заттар қышқылдар, ал гидроксил аниондарын түзетін қосылыстар негіздер деп аталатындығы классикалық Аррениус ілімінен белгілі.

Демек, келтірілген көзқарас бойынша заттардың қышқыл немесе сілті болып аталуы олардың еріткіш бойына берген ион түрімен анықталады деп түжырымдалады. Түптеп келгенде судың өзі де жоғарыдағыдай ион түрлеріне ыдырай алады, яғни:

Осы себепті ғалымдар Бренстед және Лаури қышқылдар және негіздер үғымына өз теорияларын үсынды.

Бул пікір бойынша қышқылдарга протонды беріп жібере алатын, ал негіздерге осы протонды қосып алатын заттар (молекула, ион) жатады.

Өзгеріс барысында протон қосылып не алынатын болғандықтан бұл ілім протонды немесе қышқыл - не-гіздердің протолитті теориясы деген атпен көпшілікке танымал болды.

Аталған теорияның артықшылығы кез-келген протон бөле алатын еріткіштерде бейтараптандыру реакциясын талқылауға болады. Мысалы:

Еріткіштерде протон беріп не қосып алып жүретін өзгерістер, тек иондар қатысында жүретін реакциялардың бір түрі гана. Сондықтан протолиттік теориядағы "қышқыл - негіз" ұгымдарын одан әрі дамытқан Гутман мен Линдквис және Эберт және Конопиктің - сольвожүйелер теориясы (теория сольвосистем). Бұл көзқарас бойынша - ион қатысында жүретін реакциялардың бәрін де "ионотропия" деген үғым біріктіруі тиіс.

Ионотроптық сольвожүйелер түсінігі бойынша қышқылдар дегеніміз - еріткіште қышқылдық қасиетке ие катиондар концентрациясын, ал негіздер - негіздік қасиетке ие аниондар концентрациясын арттыратын қосылыстар.

Протолиттік теория бойынша еріткіш молекулаларымен әрекеттесіп түзілген иондар лионий және лиат деп аталады (келесі тақырыпта кеңірек тоқталамыз). Мысалы, су және аммиак бойында төмендегідей өзгерістер орын алады:

Дәл осындай еріткіш молекулаларымен қосылып сольваттанған иондар түзілуі сольвожүйелер ілімінде де орын алады. Мысалы,

Жоғарыда түзілген H₃O⁺, NH⁺₄ - катиондарына қатион-қышқылдар NO⁺, SO²⁺, ал OH^-, NH₂^-- аниондарына - анион негіздер NO^-₃, SO₃^2- сәйкес келеді.

Сонымен, протолиттік теорияны негізге ала отырып, еріткіштің бойында оның катион мөлшерін (H₃O⁺, NH⁺₄, H₃SO₄⁺т.б.) арттыратын заттар қышқылдар, ал еріткіштің анион мөлшерін (OH^-, NH₂^-,HSO^-₄)   арттыратын заттарды негіздер деп қарастыратын көзқарас сольвожуйелер теориясы деп аталады. Бүл көзқарастың бір артықшылығы - судан өзге еріткіш бойында орын алатын тепе-теңдікті сипаттайтын сандық көрсеткіштердің есептелінуі дәл еріткіш су болған кездегімен бірдей. Мысалы, су үшін:

Өзге кез-келген еріткіш үшін мысалы NH₃ болса:

Мұндағы:  S - еріткіш деген мағынаны білдіреді;

K_w және K_S - судың және еріткіштің иондық көбейтінділері.

Льюис көзқарасы бойынша бөлінбеген бос жүп электрондары бар заттар негіз, ал осындай жұп электронды қосып алу мүмкіндігіне ие заттар қышқыл болып есептелінеді.

Льюис көзқарасы бойынша комплекс түзілу реакцияларының бәрі де донорлы - акцепторлы байланыс түзетін қышқылды - негіздік әрекеттесу тобына жатады. Алайда, бұл тұрғыда, қүрамында протоны бар қышқылдардың қышқылдық қасиет көрсетуін түсіндіру тығырыққа тіреледі.

Қышқылды - негіздік теориялар ішінде жалпы жағдайды ескерген ілім қазақстандық ғалым М.Усановичтің қышқыл-негіздер теориясы. Бұл теория бойынша қышқыл-негіздерге төмендегідей анықтама беріледі.

Қурамынан катион бөліп жібере алатын және анион, әлектрон жубын қосып ала-алатын заттар қышқылдар деп аталынады.

Негіздер дегеніміз қүрамынан анионды немесе әлектрон бөліп жібере алатын және катиондарды қосып ала алатын заттар.

Мысалы:

Мұндағы метилиодид - қышқыл, өйткені CH₃⁺ катионын беріп жіберді, ал триметиламин - негіз, катионды қосып алды. Аталған реакция түрі Бренстед - Лаури бойынша қышқылды - негізді реакциялар түріне жатпайды, өйткені протон беру-алу процессі орын алған жоқ.

Усанович теориясында жоғарыда келтірілген теориялардағыдай шектеулер жоқ (яғни протон, әлектрон жүбын беріп не қосып алу сияқты нақты өзгерістер). Теорияның жалпыламалығы өзінің кең қанат жаюына кедергі келтірді. Химиялық реакцияларды тотығу дәрежесі өзгере және өзгермей жүретін өзгерістер деп негізінен екі топқа бөлуге болады. Ал Усанович теориясы бойынша барлық реакциялар қышқылды - негіздік болып қана топталады.

Қышқыл -негіздер ілімі кең талқыланған дүниелік және кейде бір-бірін қайталайды десек қателеспейміз. Мысалы, Бьеррум, қышқыл-негіздерді -Льюис және протондық теория жиынтығынан тұратын көзқарас түрғысында қарастырды. Бүл ілім бойынша қышқыл протонды беріп жіберуші қосылыстар, ал Льюис қышқылдарын антинегіздер деп атады, яғни тек атаулар ғана өзгерді.

Сонымен қатар, қышқыл -негіздерді квантты - механикалық тұрғыда қарастыратын теориялар да бар.

Льюис теориясының негізінде туындаған Пирсонның "жүмсақ және тік" (мягкие и жесткие) қышқылдар үғымының да ғылымды дамытуда өзіндік орыны бар екендігін естен шығармауымыз керек.

Пирсон көзқарасы бойынша әлектрон жүбын қосып алатын қышқыл (А) және оны беріп жіберетін негіз (В) арасында тұрақты қышқылды -негіздік АВ - комплексті қосылысы түзіледі деп қарастырылады, яғни:

---

Әлеуметтік желілерде бөлісіңіз: