Cтраница 3
В жидких углеводородах и других растворителях, классифицируемых как инертные или апротонные, диэлектрические постоянные часто настолько малы и сольватация ограничена в такой степени, что имеется в наличии всего несколько свободных ионов. Кроме того, эти растворители не способны к самодиссоциации, и, следовательно, для них эквивалентное соотношение между кислотностью и основностью уже не выполняется. В такой ситуации обобщенная теория кислот и оснований значительно более приемлема, чем одноэлементная теория Бренстеда. Кислотными частицами являются акцепторы электронов, а основаниями - донорные частицы со свободной парой электронов, способной к образованию ковалентной координационной связи. [31]
Концентрация воды в водных растворах обычно очень велика, приблизительно 55 М, и в разбавленных растворах остается практически постоянной. Поэтому принято исключать концентрацию воды из выражения для константы ее самодиссоциации в водных растворах, подобно тому как мы исключали концентрации чистых твердых веществ и жидкостей из выражений для констант равновесия гетерогенных реакций ( см. разд. [32]
Таким образом, общая кислотность этих растворов может быть выражена в единицах концентрации или активности определенного кислого компонента. Аналогично основность водных растворов удовлетворительно описывается термином кислотность и константой самодиссоциации растворителя. [33]
![]() |
Подвижность нона HSO4 - в сернокислых растворах кислых сульфатов различной моляльной концентрации. [34] |
Форма кривых, в общем, одинакова. При низких концентрациях кривые к оси абсцисс обращены выпуклостями, что объясняется подавлением самодиссоциации растворителя, а затем, при относительно высоких концентрациях, - вогнутостями. Это показывает, что подвижность HSOI, очевидно, уменьшается с увеличением концентрации. Более того, это уменьшение подвижности для растворов кислых сульфатов различных металлов различно. [35]
Необходимо, однако, иметь в виду, что даже в конденсированном состоянии макромолекулы должны быть частично диссоциированы. Это относится, в частности, к химически чистым веществам, причем степень самодиссоциации макромолекул в среде, образованной ими самими, должна быть, вообще говоря, больше, чем в инородном растворителе. Этот результат вытекает из общего принципа антагонизма между внешними и внутренними связями, рассмотренного в § 1, в особенности в том случае, когда связь между соседними молекулами, характеризуемая поверхностным натяжением соответствующего вещества, велика. [36]
![]() |
Зависимость температуры замерзания системы Н2О - SO3 от концентрации SO3. [37] |
Температура замерзания 100 % - ной серной кислоты при нормальном атмосферном давлении равна 8 158 10 371 С. Точка замерзания гипотетически полностью недиссоциированной кислоты, вычисленная из концентраций частиц, образующихся при самодиссоциации, и криоскопической постоянной8, равна 10 625 С. [38]
Процесс ( 42) был назван реакцией ионной самодегидратации, константа равновесия которой получила обозначение Кл. Уравнения ( 37), ( 39), ( 41) и ( 42) удобны для описания процесса полной самодиссоциации серной кислоты. [39]
Было найдено, что парциальные мольные энтальпии растворов Н20 заметно зависят от концентрации, так как при низких концентрациях происходит подавление самодиссоциации растворителя. Авторы обнаружили также, что при добавлении воды к раствору, содержащему сульфат металла, парциальная мольная энтальпия воды все же заметно зависит от концентрации, подтвердив таким образом положение: одна из стадий самодиссоциации, а именно ионная самодегидратация, не полностью подавляется кислыми сульфатами. [40]
Было показано, что вклад теплоты самодиссоциации в криоскопическую постоянную незначителен 89, поэтому последняя одинакова как для гипотетической недиссоциированной кислоты, так и для реальной 100 % - ной кислоты. Высокое значение криоскопической постоянной, а также температуры замерзания ( 10 371 С) делают серную кислоту идеальным растворителем для криоскопии при условии, что приняты меры предосторожности с целью воспрепятствовать поглощению воды из атмосферы и что в результаты измерения будет внесена поправка, учитывающая самодиссоциацию растворителя. Для измерения понижения температуры замерзания обычно применяется метод Бекмана. [41]
В присутствии какой-либо кислоты, например НС1, вода ведет себя как акцептор протонов, а в присутствии основания, например NH3, она обладает свойствами донора протонов. Важной особенностью воды является ее способность вести себя как донор протонов и одновременно как акцептор протонов в отношении самой себя. Этот процесс называется самодиссоциацией или автоионизацией. [42]
Результаты этих расчетов весьма поучительны. Отсюда следует, что в газовой фазе самодиссоциация метанола оказывается энергетически более выгодной, чем диссоциация воды. С точки зрения химии растворов такая энергетика реакций может показаться странной, поскольку хорошо известно, что самодиссоциация жидкой воды происходит в гораздо большей степени, чем самодиссоциация метанола. [43]
Результаты этих расчетов весьма поучительны. Отсюда следует, что в газовой фазе самодиссоциация метанола оказывается энергетически более выгодной, чем диссоциация воды. С точки зрения химии растворов такая энергетика реакций может показаться странной, поскольку хорошо известно, что самодиссоциация жидкой воды происходит в гораздо большей степени, чем самодиссоциация метанола. [44]
Было найдено, что парциальные мольные энтальпии растворов Н20 заметно зависят от концентрации, так как при низких концентрациях происходит подавление самодиссоциации растворителя. Авторы обнаружили также, что при добавлении воды к раствору, содержащему сульфат металла, парциальная мольная энтальпия воды все же заметно зависит от концентрации, подтвердив таким образом положение: одна из стадий самодиссоциации, а именно ионная самодегидратация, не полностью подавляется кислыми сульфатами. [45]