Referat Teoria Protolitica.rtf
Mai jos puteti citi fragmente din
Referat Teoria Protolitica.rtf si de asemenea puteti face
Download Referat teoria protolitica.rtfCiteste fragmente din Referat Teoria Protolitica.rtf
Teoria protolitica a acizilor si bazelor . Cuplul Acid-baza conjugata
Apa are rol esential. Teoria lui Arrhenius a insemnat un mare pas
inainte pe calea intelegerii chimiei acizilor si a bazelor, definindu-i
numai in solutie apoasa. In anul 1923, chimistul danez Brönsted si
chimistul englez Lowry propun o definitie mai generala a acizilor si
bazelor (valabila pentru solutii apoase si neapoase). Ei arata ca in
solutie apoasa, ionul de hidrogen se gaseste sub forma de ion de
hidroniu (H3O+), are rol de baza. Acizii si bazele pot fi definite si in
absenta apei sau in alt solvent. Reactii care implica apa:1) dizolovarea
unei baze in apa se stabileste urmatorul echilibru, iar deoarece apa
cedeaza un proton, are rol de acid.B + H2O � BH+ + HO-2) acizii care
pot ceda un singur proton unei baze (HCl, HNO3, HClO4). HNO3 + H2O �
H3O+ + NO3-3) intr-o reactie de echilibru acida-bazica (Brnsted), in
mediul de reactie exista doua specii de acizi si doua specii de baze.
HCl (aq) + H2O (l) = H3O � H3O+(aq) + Cl-(aq) HCl pierde un proton si
formeaza ionul clorura, Cl-, care este baza sa conjugata. In solutie se
formeza cuplul HCl/Cl-. H2O accepta un proton si se formeza astfel ionul
hidroniu, H3O+, care este acidul sau conjugat, se formeaza cuplul
H2O/H3O+. Acestea se numesc cupluri acido-bazice. In functie de mediul
de reactie apa poate participa la doua cupluri acido-bazice: H2O/H3O+
apa cu rol de baza si H2O/HO- apa cu rol de acid.4)formarea
stalactitelor si stalagmitelor, formatiuni carstice atat de
spectaculoase, are la baza reactia CaCO3 + CO2 + H2O � CA(HCO3)2 in
care este prezent cuplul acid-baza HCO3/CO32-.
Teoria transferului de protoni
Se cunosc multe substante cu caracter bazic care nu contin ioni OH-
precum si substante cu caracter acid care nu contin ionii H+; prin
urmare, teoria disociatiei electrolitice nu este suficient de
cuprinzatoare; ea nu poate explica aciditatea, respectiv bazicitatea
tuturor substantelor. Aceasta teorie considera ca ionul de hidrogen H+
poate exista singur, ceea ce nu este in acord cu realitatea. Acest ion
este totdeauna atras de particule chimice cu densitatea electrolitica
mare, inclusiv de moleculele de apa:
H+ + H2O H3O+
Aceasta reactie de hidratare este puternic exoterma, iar constanta de
echilibru are o valoare foarte mare; astfel la 298oK:
K = H3O+ /(H+ x H2O) = 10200
rezulta ca achilibrul este deplasat complet spre formarea cationului de
hidroniu.
S-a pus in evidenta ca acizii disociaza si in medii neapoase, ca in
etanol anhidru sau in amoniac lichid, cand ionul de hidrogen formeaza cu
aceste molecule cationii C2H5 – OH2+, respectiv NH4+. In aceste medii
pot ioniza si bazele.
Dupa teoria lui Nikolaus Johannes Bronsted (1879-1947) si a lui T. M.
Lowry, elaborata in mod independent unul de altul (1923), un acid este o
substanta care poate ceda protoni, iar baza este o substanta care poate
primi protoni. In reactiile acido-bazice are loc totdeauna transfer de
protoni, de unde si numele teoriei. Prin pierderea unui proton, acidul A
se transforma in baza conjugata B; prin combinarea bazei B cu protonul,
apare acidul conjugat A: A B + H+ ca de exemplu:
CH3 – COOH CH3 – COO- + H+
Acidul este donor de protoni, iar baza este acceptor de protoni. Baza si
acidul formeaza o pereche conjugata acid-baza.Un acid,prin cedarea unui
proton,se transforma in baza conjugate,iar baza,prin acceptarea unui
proton,trece in acidul conjugat.Un acid reactioneaza cu baza conjugata a
unui acid mai slab decat el,punand in libertate acidul mai slab.Cu cat
un acid este mai tare (cedeaza mai usor protoni),cu atat baza lui
conjugate este mai slaba (accepta mai greu protoni)si invers.In reactia
dintre un acid si o baza,apar doua cupluri de acid-baza conjugate,intre
care are loc transferal de protoni.
Deoarece protonul nu poate exista singur, reactiile de eliberare a
protonului de catre un acid se petrec in medii de solventi a caror
molecule pot lega protonii, jucand deci rol de baza; cel mai frecvent
acest rol il joaca apa:
CH3 – COOH + H2O CH3 – COO- + H3O+
in partea dreapta a reactiei a aparut o alta baza (CH3 – COO-) si un
alt acid (H3O+).
Molecula apei joaca si rol de acid, de exemplu:
NH3 + H2O NH4+ + OH-
in aceasta reactie, HN3 este baza, H2O este acid, NH4+ este acid, iar
OH- este baza. In prezenta ionului acetat, apa de asemenea are rol de
acid:
CH3 – COO- + H2O CH3 – COOH + HO-
Datorita proprietatilor sale, apa are caracter amfoter sau amfiprotic,
ceea ce rezulta si din reactia de autoprotoliza:
H2O + H2O H3O+ + OH-
Generalizand, rezulta urmatoarea schema:
Acid + Baza Baza + Acid
Un acid nu poate ceda un proton decat unei baze, care se transforma in
acidul ei conjugat, iar acidul initial se tarnsforma in baza sa
conjugata.
In teoria clasica a disociatiei electrolitice, un acid se defineste ca o
specie chimica ce da nastere, la dizolvarea in apa, unui ion de
hidrogen, H+, iar o baza, ca o specie ce da nastere, in acelasi
dizolvant, unui ion hidroxil,HO-.In afara de faptul ca aceasta definitie
limiteaza fenomenul la solutii apoase, ea este cu totul improprie pentru
o reprezentare cantitativa a catalizei prin acizi si baze. De altfel,
ionii de hidrogen, adica protoni fara invelis de electroni, desi pot
avea o viata trecatoare in stare gazoasa , nu pot exista liber in
solutie apoasa (si nici in alti dizolvanti) din cauza tendintei lor
extreme de a se combina cu moleculelei apei, sub forma de ioni de
hidroniu, H3O+ si, in mod similar, cu moleculele multor altor
dizolvanti.
Dupa J.N. Bronsted (1923) un acid este o specie ce are tendinta de a
ceda un proton, iar o baza, o specie ce are tendinta de a accepta un
proton, conform ecuatiei:
AHàA-+H+
AH este numit acid conjugat al bazei A- si invers ecoatia nu inpune nici
o restrictie in cea ce priveste sarcinile electrice ale acidului si
bazelor. Semnul minus indica numai ca A- poseda o sarcina pozitiva mai
putin decat AH ecuatia este insa o simpla schema. Un acid nu poate ceda
un proton decat unei baze.Sa ne imaginam o a doua pereche conjugata de
acid si bazaBHàB-+H+
Combinand unu cu doi se obtine ecuatia unui proces ce poate avea loc in
realitate
AH+B-àBH+A-
Acidul este substanta capabila sa cedeze, in timpul reactiei chimice,
unul sau mai multi protoni.
Baza este substanta capabila sa accepte, in timpul reactiei chimice,
unul sau mai multi protoni.
Substanta anfotera (amfiprotica) este substanta care in prezenta unui
acid se comporta ca o baza, iar in prezenta unei baze se comporta ca un
acid.
Un acid pune in libertate acizii mai slabi decat el din sarurile lor.
O baza pune in libertate bazele mai slabe decat ea din sarurile lor.
AcidBazaAcid percloricHCIO4CIO4-Ion percloratAcid
sulfuricH2SO4HSO4-Ion sulfatAcid iodhidricHII-Ion ioduraAcid
bromhidricHBrBr-Ion bromuraAcid clorhidricHClCl-Ion cloruraAcid
azoticHNO3NO3-Ion azotatIon hidroniuH30+H2OApaIon sulfat
acidHSO4-SO42-Ion sulfatAcid fosforicH3PO4H2PO4-Ion fosfat acidAcid
fluorhidricHFF-Ion fluoruraAcid azotosHNO2NO2-Ion azotitAcid
aceticCH3CO2HCO3CO2-Ion acetatAcid carbonicH2CO3HCO3-Ion carbonat
acidHidrogen sulfuratH2SHS-Ion sulfura acidaIon amoniu
NH4+NH3AmoniacAcid cianhidric HCNCN-Ion cianuraIon carbonat
acidHCO3-CO32-Ion carbonatIon sulfura acidaHS-S2-Ion sulfuraApaH20OH-Ion
hidroxidEtanolC2H5OHC3H5O-Ion entoitAmoniacNH3NH2-Ion
amiduraHidrogenH2H-Ion hidrura
