Қышқылдар жайлы теориялар

Жұмыс түрі: Материал
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 69 бет
Таңдаулыға:

КIPICПE

Диccepтaциялық жұмыcтың өзeктiлiгi. Қышқыл дегеніміз не? "Қышқыл" термині латынның "sour" - қышқыл деген сөзінен шыққан. Біз күнделікті өмірде көптеген қышқылдарды кездестіреміз. Сірке су (сөзбе-сөз "қышқыл шарап") - этан (сірке) қышқылының сұйылтылған ерітіндісі. Лайм, лимон және апельсин лимон қышқылынан, шай тері илеуге қолданылатын қышқылдан тұрады, С дәруменінің құрамында аскорбин қышқылы, ал жаңбыр суы мен газдалған сусындарда көмір қышқылы болады. Ақуыздар амин қышқылдарының ұзын тізбегінен тұрады, тіпті ДНҚ (Дезоксерибонуклеин қышқылы) молекулаларының өзі қышқыл болып табылады. Қышқыл әмбебап индикаторды қызыл, қызыл сары немесе сары түске бояйды.
Қышқыл қалдығы ұғымын түсіну үшін сутегі бөліну реакциясын еске түсіру қажет. Мырыш тұз қышқылымен әрекеттескенде сутегі бөлінеді. Неліктен? Металл қышқыл құрамындағы сутегін ығыстырып шығарады да, тұз түзеді. Тұз құрамына металл және қышқыл қалдығы кіреді. Қышқылдарды қандай қасиетіне сүйеніп жіктейміз? Қышқыл құрамында сутектің бір атомы болса бірнегізді, екі атомы болса екінегізді, үш атомы болса үшнегізді болып бөлінеді.
Қышқыл құрамында оттек атомының болу немесе болмауына байланысты оттекті, оттексіз қышқылдар деп бөлінеді. Оттекті қышқылдардың дәстүрлі атаулары қышқыл түзуші элемент атымен байланысты шыққан. Мысалы, Н2SО4 күкірт қышқылы, НNО3 азот қышқылы.
Оттексіз қышқылдардың атауы, элемент атауына сутек сөзінен кейін қышқылы сөзін қосқанда шығады. Мысалы, НСІ тұз қышқылы немесе хлорсутек қышқылы. Мұғалім өзіндік жұмыс ретінде бірнеше қышқылдардың формуласын жазуды тапсырады: тұз қышқылы, күкіртсутек қышқылы, күкіртті қышқылы, фосфор қышқылы, бромсутек қышқылы.
Қышқылдар дегеніміз - құрамында металл атомдарымен орын алмастыруға бейім сутек атомдарынан және қышқыл қалдықтарынан тұратын күрделі заттар.
Қышқыл ерітінділерде түсін өзгертетін заттарды индикаторлар деп атайды. Қышқыл ерітіндісіне күлгін түсті лакмус салса -қызарады, сары түсті метилоранж - қызарады, фенолфталеиннің түсі өзгермейді [1, 90-95 бб].
Қышқылдың қышқыл дәмін беретін не? Барлық қышқыл молекуласында сутегі атомы болады, олар суда ерігенде қышқыл молекулалары бөлініп немесе диссоциацияланып, сутегі ионы H+(с.ер) мен теріс ион түзіледі.
Индикатор және рН шкаласы деген не? Индикатор деген - қышқылдар мен сілтілерде түсін өзгертетін зат. Химияның ерте кезеңдерінде лакмус секілді өсімдік түстері (қынаның бір түрінен жасалады) индикатор ретінде қолданылған. Лакмус қышқылдарда қызыл, ал сілтілерде көк түсті. Қызыл орамжапырақ та жақсы индикатор бола алады, бірақ өсімдік түстерінің бір кемшілігі, олар ауа мен Күннің әсерінен бұзылуы мүмкін. Кейіннен фенолфталеин мен метилоранж секілді күштірек жасанды индикаторлар ойлап табылды. Әмбебап индикатор - бояғыштардың қоспасы, ол әртүрлі түстер қатарын көрсетіп, күшті қышқылдық ерітінділерді әлсіз қышқылдық ерітінділерден немесе күшті сілтілік ерітінділерді әлсіз сілтілік ерітінділерден айыруға көмектеседі.
Жұмыcтың жaңaшылдығы. Opтa бiлiм мeкeмeлepiндe химиядaн жeкeлeгeн тaқыpыптapды тepeң мeңгepу үшiн қышқылдардың әртүрлі металдармен әрекеттесу реакцияларын пaйдaлaну ұcынылып oтыp. Қышқылдардың сілтілермен, әртүрлі металдармен реакцияларын зерттеп, жүретін реакцияларға салыстырмалы сипаттама жасайды. Сұйылтылған қышқылдардың сапалық реакциясын жүзеге асыра алады және сутектің маңызды қасиеттерін, қолданылу саласын біледі.
Бiлiм мaзмұнын мeңгepудe oқушылapдың жaңa пpoцeccуaльдық бiлiктiлiгiнe, aқпapaтты aлдын-aлa бoлжaу қaбiлeттepiн жәнe қoйылғaн мiндeттi шығapмaшылықпeн дaмытуғa көңiл бөлiнeдi.
Зepттeу ныcaны. Opтa бiлiм бepу мeкeмeлepiндe химия caбaғындa сұйылтылған қышқылдардың әртүрлі металдармен реакцияларының өзектілігін зерттеу әдiciн мeңгepу.
Зepттeу пәнi. Химия пәнi бoйыншa Сұйылтылған қышқылдардың әртүрлі металдармен реакцияларының заманауи өзектілігін зерттеу тaқыpыбында қышқылдардың қасиеттерін зерттеу.
Диccepтaциялық жұмыcтың мaқcaты. Бiлiм aлушылapдың бiлiмiн caпaлы eту, oның тoлыққaнды жeкe тұлғa бoлып қaлыптacуынa мүмкiндiк жacaу. Сұйылтылған қышқылдармен жұмыс істеу ережесін білу және әртүрлі металдармен сұйылтылған қышқылдардың реакцияларын зерттеу. Әртүрлі металдармен сұйылтылған қышқылдардың реакцияларын зерттеуді практикада сутегіге сапалы реакцияны жүзеге асыру.
Ocы мaқcaтқa cәйкec диccepтaциялық жұмыcтың мiндeттepi:
- сұйылтылған қышқылдардың қолдану аймағын және қолдану ережесін зерттеу;
- әртүрлі металдармен сұйылтылған қышқылдардың реакцияларын зерттеу және іс жүзінде сутегіге сапалы реакцияны жүзеге асыру.
Зepттey әдicтepi. Жұмыcтa тeopиялық тaлдay әдicтepi, бaяндay, caлыcтыpy, capaптay, мoдeльдey, жинaқтay, жүйeлey, тaлдay, қopытy, тәжipибeдeн өткiзy, бaқылay әдicтepi қoлдaнылды.
Зepттey жұмыcының жapиялaнyы.
1. Cұйылтылғaн қышқылдapдың әpтүpлі метaлдapмен pеaкциялapын зеpттеу. Ұлы дaлaның жeтi қыpы - ұлттық бoлмыcтың нeгiзi aтты хaлықapaлық ғылыми-тәжipибeлiк кoнфepeнцияcындa (Шымкeнт 2019).
Мaгиcтpлiк диccepтaцияның құpылымы. Диccepтaция кipicпeдeн, үш тapayдaн, қopытындыдaн, пaйдaлaнылғaн әдeбиeттepдeн тұpaды.

1 ӘДЕБИЕТКЕ ШОЛУ

1.1 Қышқылдар жайлы алғашқы теориялар

Қышқылдардың табиғатын теория жүзінде айыра білу Лавуазьенің еңбектерімен байланысты. Ол көптеген қышқылдар жай заттардың оттекпен әрекеттесуінен шығатынын байқады. Мәселен, күкірт пен фосфордың оттекті қосылыстары оксидтердің судағы ерітінділері қышқылдық қасиет көрсететіндігі анықталды. Қышқылдарға тән ортақ қасиет - олардың құрамында оттек бар заттардың бәрі де қышқыл болады деген ұғым қалыптасты. Оттектің аты оксигениум француздың "oxygene" - "қышқыл тудырушы" деген сөзінен шыққан.
Лавуазье теориясы біршама қышқылдардың, тұздардың түзілуін түсіндіре білді. Лавуазье теориясынан туатын қышқылдарды бөліп оттекті қышқылдар деп атауды ұсынды.
Қышқылдардың теориясын С.Аррениус өткен ғасырдың соңында ұсынған болатын. Ол электролиттік диссоциация, бірақ бұл электролиттік диссоциация ілімі органикалық қосылыстардың аминдердің, амидтердің тағы басқа қышқылдық-негіздік қасиеттерін түсіндіре алмады.Бұл теорияны 1923 жылы Бренстед және ағылшын химигі Лоури қышқылдар мен негіздердің протолиттік ілімін ұсынды. Протолиттік ілім бойынша,қышқылдар дегеніміз иондану нәтижесінде протондар түзетін, ал негіздер протонды қосып алатын қосылыстар. Протолиттік теория ілеспелі қышқылдар мен негіздер деген ұғымды енгізді. Қышқылдық - негіздік әрекеттесудің барлық реакцияларында, қышқылдан негізге протондар қайтымды тасымалданады тұрады, олар жаңа бөлшектер жұбын түзеді, олардың біреуі қайтадан протон беруге екіншісі оны қабылдап алуға бейім. Протондардың ауысуымен сипатталатын реакцияларды протолиттік реакциялар деп, ал түзілетін тепе-теңдікті протолиттік тепе-теңдік деп атайды [2]. Протолиттік ілімде еріткіштің протолизі маңызды орын алады. Сулы емес еріткіштер де су сияқты сольваттанған протонға және анионға протолизденеді.
Көптеген химиялық реакциялар ерітінділер арасында жүреді. Ерітінділерді электролиттер деп те атайды. Электролиттер деп еріткіш молекулаларының әсерінен иондарға ыдырап, ерітінділері не балқымалары электр тогын өткізетін заттарды айтады.
Электр тоғын өткізетін заттар электролиттер, ал өткізбейтін заттар бейэлектролиттер болады. Электролит ерітінділеріндегі кездесетін ауытқуларды швед химигі С. Аррениус ұсынған электорлиттік диссосация теориясы түсіндірді. Бұл теорияның негізі мынада:
1. Электролиттік диссоциация-электролиттердің суда ерігенде оң және теріс зарядталған иондарға ыдырауы.
2. Электр тоғының әсерінен теріс полюсқа оң зарядталған иондар жылжиды(катиондар), ал оң полюсқа теріс зарядталған иондар жылжиды (аниондар).
3. Диссоциация - қайтымды процесс. Молекулалардың иондарға ыдырау процесімен қатар иондардың молекулалар процесі жүреді.(ассоциация). Диссоциация теңдеуін құрғанда тепе-теңдік белгісін қояды (=). Мысалы КА затының диссоциациясын былай жазуға болады:

КА =К++А-

Электролиттердің еру немесе балқу процессі электр тогын өткізе алатын зарядталған бөлшектер түзе жүретін процесс. Электролиттік диссоциация ерітіндідегі электролиттер полярлы еріткіштердің әсерінен иондарға ыдырауы. Иондар атомдардан ерекшеленеді. Ерітіндіде иондар ретсіз қозғалады. Тұрақты электр тогы әсерінен электролит ерітіндісіндегі иондар бағытталып қозғалады: катиондар катодқа, аниондар анодқа тартылады [3, 70-79 бб].
Электролиттік диссоциация дәрежесі (α) иондарға ыдыраған молекулалардың электролит молекулаларының жалпы санының қатынасына тең шама. Мұнда n - иондарға ыдыраған молекулалардың саны. N0 -жалпы молекулалардың саны.
Күшті электролиттерге α › 0,3 (немесе 30%) жоғары, ал әлсіз электролиттер үшін α = 0,03(немесе 3%), орташа электролиттер олардың диссоциациялану дəрежелері 3% пен 30%аралығында болады. Электролиттік диссоциациялану дәрежесі концентрацияға тәуелді, концентрация төмендеген сайын α жоғарылайды.
Әлсіз электролиттердің диссоциациясы қайтымды процесс болғандықтан әрекеттесуші массалар заңына бағынады:

К=[H+][CH3COO-][CH3COOH];

К - диссоциациялану константасы.
Көп қышқылды негіздер мен көп негізді қышқылдар біртіндеп (сатылап) иондарға ыдырайды және сатының әрқайсысына тиісті мәні бар диссоциациялану константасы сәйкес келеді.
H2CO3 H+ + HCO-3 К1 =4,510-7
HCO-3 H+ + CO32- К2=4,710-11

Қышқыл деген не? Қышқыл дегеніміз метал атомдарына алмасуға бейім сутегі атомдары және қышқыл қалдығы бар заттар.

Мысалы тұз қышқылы - HCl, темірмен химиялық реакцияға түсіп тұзды түзеді:

2HCl + Fe = FeCl2 + H2
Осы реакция нәтижесінде сутегі атомдары қышқыл құрамынан темірмен алмастырылады. Ал қышқыл қалдығы хлор болады, бұл қалдық темірмен қосылып тұзды түзеді.
Қышқылдар адам ағзасына қауіпті болады, бұлар адам түгіл металдарды да күйдіре алады. Мысалы метал бетіне құйылған тұз қышқылы оны тесе алады. Барлық қышқылдарда бұндай қасиет жоқ, тек күшті қышқылдарда ғана. Мысалы сірке қышқылы қасықты металды күйдіре алмайды. Қасық ұзақ уақыт бойы тұрғанда ғана сәл ғана қарайады [4, 102-115 бб].
Индикаторлар
Қышқылдың әсерінен түсін өзгертетің заттарды - индикаторлар деп атайды. Индикаторларға лакмус қағазы, метилоранж және фенолфталеин жатады. Мысалы күлгін түсті лакмус пен сары түсті метилоранж қышқылда қызарады.
Бірнегізді, екінегізді қышқылдар
Қышқыл молекуласының құрамында сутек атомдарының санына қарай қышқылдарды бірнегізді (бір сутегі атомы бар), екінегізді (екі сутегі атомы бар), үшнегізді (үш сутегі атомы бар) және тағы солай атай береді.
Мысалы тұз қышқылы бірнегізді қышқыл, себебі оның молекуласында бір ғана сутегі атомы бар - HCl.
Оттекті және оттексіз қышқылдар
Қышқылдың құрамында оттегі атомдары бар болса, бұндай қышқылдар оттекті, ал жоқ болса оттексіз қышқылдар деп атайды.
Мысалы тұз қышқылы (HCl) оттексіз қышқыл, күкірт қышқылы (H2SO4) оттекті қышқыл, себебі біріншісінде оттегі бар ал екіншісінде жоқ.
Қышқылдарды атау жолдары
Оттекті қышқылдардың атауы қышқыл түзуші элементтің атымен атау қалыптасқан. Мысалы H2SO4 - күкірт қышқылы, HNO3 - азот қышқылы.
Оттексіз қышқылдардың аттары, элемент атауына сутек сөзін қосылуы нәтижесінде. Мысалы HCl - хлорсутек қышқылы (тағы бір аты тұз қышқылы),

H2S - күкіртсутек қышқылы.

Қышқылдарды алу
Бейметалл оксидтерді суда ерітіп оттекті қышқылдар алынады:

SO3 + H2O = H2SO4

Бұл қандай қышқыл? Екінегізді ме, бірнегізді ме?

Ал оттекті қышқылдар сутекпен әрекеттестіріп алынады:

H2 + Cl2 = 2HCl

Бренстед және Лоури (1923 ж.) ұсынған протолиттiк теория. Бұл теория бойынша протонды беретiн заттар қышқылдар, ал протонды қосып алатын заттар негiздер деп аталады. Протонның доноры мен соған сәйкес келетiн протонның акцепторы қабысқан қышқылды - негiздiк жұп түзедi.
Протолиттiк теориядан мынадай қорытындылар жасалады :
1.Қышқыл мен негiздiң ролiн иондар мен бейтарап молекулалар атқаруы мүмкiн.
2.Бiр зат белгiлi бiр жағдайларға байланысты қышқыл немесе негiз бола алады.
3.Қышқыл мен негiздiң әрекеттесуi нәтижесiнде жаңа қышқыл мен негiз түзiледi.
Аррениустің әлектролиттік диссоциация ілімі бойынша қышқылдар дегеніміз суда ерігенде сутек иондарын, ал негіздер дегеніміз - гидроксил ионын түзетін қосылыстар болып саналады.
Алайда бүл классикалық теория осы тұрғыда мына мәселелерге назар аудармады:
1. Судан өзге еріткіштер қарастырылмады.
2. Бейтараптандыру реакциясын қышқыл ионы Н+ -тің негіз ионы ОН- - пен әрекеттесудінің нәтижесі деп қана түсіндірді. Ал кез-келген қышқыл-негіз ерітіндісін тұз ерітінділерімен де бейтараптандыруға болатындығын ес-кермеді. Мысалы, тұз қышқылын натрий ацетатымен, ал сірке қышқылын натрий карбонатымен бейтараптандыруға болады:
3. Аррениус ілімі - суды тек ионға ыдырататын орта деп қана қабылдады және иондардың еріткішпен әрекеттесуге түсетіндігін қарастырмады. Мысалы,
4. Амфотерлік қасиетке ие гидрооксидтерді, олардыц Н+ немесе ОН- ионға диссоциациялануынан ғана деп түсіндірген ілім, кейбір қышқылдардың да амфотерлік қасиет көрсетуіне жауап бере алмады.
Жоғарыда аталған мәселелер ғалымдар Бренстед және Лаури ұсынған "Қышқыл - негіздердің протолиттік теориясында" өз шешімін тапты.
Аталған ілім бойынша қышкылдар дегеніміз протонды беріп жіберетін, ал негіздер дегеніміз протонды ңосып алатын қосылыстар.
Протонын беріп жіберген қышқыл өзі туындатқан "сабақтас" (сопряженный) негізге айналады. Мысалы:
Өзгеріс барысында ылғи да протон беріліп не қосылып алынатын болғандықтан, теория протолиттік деп аталынған. Алайда ерітіндіде бос протондар ұшыраспайды, олардың бәрі дерлік еріткіш молекулаларымен байланыста болады.
Ерітіндідегі иондардың еріткіш су болған жағдайда байланысып жүруі гидраттанган, ал өзге еріткіш молекулаларымен байланысып жүруін сольваттангаи нондар деп атайды.
Мысалы, Na+ катионы өзінің төңірегіңде 70-ке жуық, ал K+-катионы 20-ға жуық су молекулаларымен байланысып гидраттанады. Ал, протонның су молекуласымен қосылған түрі гидроксоний деп аталады:
Қазіргі танда протолиттік теория бойынша еріткіш молекуласымен қосылған протонды "лионий ионы", ал протоны бөлініп кеткен еріткіш анионын "лиат ионы" деп атайды. Мысалы:
Мұндағы, гидроксоний H3O+- лионий ионы,
гидроксил OH- - лиат ионы.
Еріткіш ретінде көп пайдаланылатын сұйық аммиакпен сусыз сірке қышқылында да осындай өзгерістер орын алады.
Мұндағы аммоний ионы NH4+- лионий ионы, амид - ионы NH-2, - лиат ионы.
Мұндағы, ацетоний СH3COOH2+- лионий ионы, ацетат ион CH3COO- - лиат ионы.
Сонымен қышқылды - негіздік протолиттік теория бойынша қышқыл протонын беріп жіберіп негізге айналады, яғни жүйеде қышқыл және негізден тұратын жұп туындайды. Осы жұптарды протолиттік жұптар немесе сабақтасқан протолиттер (сопряженные протолиты) деп атайды.

Мысалы:

қышқыл негіз протолит

протолиттік жұп

Мұндағы Cl- - ионы сабақтас немесе туындаған негіз деп аталынады. Кейбір оқулықтарда "сопряженный" сөзін "іліктес" деп аударған баламалар да ұшырасады.
Жоғарыдағы лионий және лиат иондарының түзілуіне назар аударсақ бір еріткіш молекуласы протонды қосып та, беріп те жіберетін қасиет керсетіндігін байқадық. Мұндай протолиттер амфи-протолиттер деп аталады.
Мысалы, су, аммиак молекулаларында бірі протонды берсе, екіншісі оны қосып алып жатыр:
Осы тұрғыдағы орын алатын өзгерістерді автопротолиз реакциясы деп атайды және жалпы осындай еріткіштер үшін теңдеу төмендегіше жазылады:
Теңдіктен көріп отырғанымыздай қышқыл мен негіз өзара сабақтаса байланысып тұр. Әрбір қышқылдың өзіндік негізі бар. Дәл осылай, протон қосып алу барысында түзілген негіздің де өзіндік қышқылы бар. Демек, біз ылғи да қышқылмен негізден тұратын заттар жүбымен жүмыс істейміз.
Мысалы, су молекуласының протон бергені қышқыл, ал қосып алғаны негіз болып табылады. Осыларға сәйкес сабақтас негіз және сабақтас қышқыл түзіледі. Жалпы жағдай үшін HSolv және Solv- немесе HSolv және H2Solv+ сабақтасқан қышқыл-негіз жұбын білдіреді [5, 194-210 бб].
Ерітінді түзілу үшін еритін зат пен еріткіштің арасында химиялық әсерлесу болатыны Аррениус теориясында ескерілмеді. Д. И. Менделеев Аррениус ұсынған теорияға қарсы болды, өйткені ол ерітінділердің пайда болуын таза физикалық тұрғыдан қараудың дұрыс еместігін түсінді. Менделеевтің көзқарасы мен Аррениустың идеясының басын біріктірген орыс ғалымы И. А. Каблуков болды. Ол электролиттердің судағы ерітіндісі мен сулы емес ерітінділердегісін өзара салыстыра отырып, иондану процесіне еріткіштің әсері жайлы дұрыс қорытынды шығарды. Еріген заттың диссоциацияланып ионға айналуына тікелей еріткіш әсер ететіндігі анықталды. Мысалы, суда ерігенде ток өткізетін заттардың көбі органикалық еріткіштерде ерігенде ток өткізбейтін болып шықты, керісінше органикалық заттар (спирттер, эфирлер) суда ионданбай басқа бейорганикалық сұйықтарда (мысалы, күкірт (IV) оксиді, сусыз күкірт қышқылы) диссоциацияланып ток өткізетін болып шықты.
Қышқылдар мен негіздердің әрекеттесуін таза химиялық тұрғыдан қарайтын теория XX ғасырдың басында шықты. Оның авторы швецариялық ғалым - А. Ганч. Бұл теория бойынша кез келген қышқылдық - негіздік әрекеттесудің нәтижесінде тұз түзілуі тиіс. Тұз деп қышқыл мен негіздің әрекеттесуінен туатын тұрақты затты айтады, мысалы:

NH3 + HClO4 = NH+4ClO

Дәл осылай аммоний перхлоратына ұқсатып оксоний перхлоратының түзілуін қарайық:

H2O + HClO4 = H OClO

Шынында мұндай заттың түзілетінін қазіргі химия ғылымы дәлелдеп отыр. Демек, иондық теорияның негізінде қышқылдар деп атап жүрген ерітіндіде еріген заттың сумен әрекеттесуінен шығатын "оний тұздары" (Ганч осылай деп атауды ұсынған) бар болып отыр.
Қышқылдар мен негіздердің химиялық теориясының басты табыстарының қатарына екідайлы қасиетті қосылыстардың көбіне тән қасиет деп санауын жатқызуға болады. Әр заттың табиғаты оның қандай затпен әрекеттесетініне сай байқалады. Мәселен, су қышқылмен әрекеттескенде негіздік функция көрсетсе, аммиакпен реакциясында:

NH3 + H2O = NH4OH
қышқылдық қасиет көрсетеді.

Күшті қышқылдардың қатарына жататын азот қышқылының өзі де сусыз хлор қышқылымен әрекеттескенде негіздік функцияға ие болатыны анықталды:

HNO3 + HClO4 = H2NO ClO

Нитроний перхлоратында азот қышқылының молекуласы катион құрамына кіріп тұр. Ал сусыз сірке қышқылымен әрекеттессе, ол анион құрамына кіріп, қышқылдық қасиет танытады:

HNO3 + CH3COOH = CH3COOH+ NO

Қышқылдық және негіздік константалар
Қышқылдың және негіздің диссоциациялану константаларын қышқылдық және негіздік константалар деп атайды.
Күшті қышқылдар мен негіздер толық диссоциацияланады. Сондықтан күшті қышқыл үшін сутек ионының концентрациясы қышқылдың жалпы концентрациясына, ал күшті негіз үшін гидроксил ионының концентрациясы негіздің жалпы концентрациясына тең болады.
Әлсіз қышқылдар мен негіздер толық диссоциацияланбайды. Олардың рН-ын есептеу үшін қышқылдық немесе негіздік константаларды пайдалану қажет:
а) әлсіз бір негізді қышқыл ерітіндісі үшін
ә) әлсіз негіз ерітіндісі үшін
б) әлсіз көп негізді қышқыл үшін

Еріткіштердің қышқылдық-негіздік қасиеттері. Автопротолиз

Табиғаты бойынша еріткіштер 2 үлкен топқа бөлінеді: апротондық және протондық еріткіштер.
Апротондық еріткіштер - қышқылдық-негіздік қасиеті жоқ еріткіштер, бұларға бензол, гексан және т.б. полюссіз еріткіштер жатады.
Протондық еріткіштер - қышқылдық немесе негіздік қасиеті бар еріткіштер. Олардың 3 түрі бар:
1) протогенді немесе қышқылдық еріткіштер;
2) протофильді немесе негіздік еріткіштер;
3) амфипротонды немесе амфотерлі еріткіштер.
Протогенді еріткіштерге сусыз қышқылдар жатады, мысалы, сусыз сірке, құмырсқа, фосфор қышқылдары. Осындай еріткіште күшті қышқыл ерітсе, еріткіш негіз болады, негіздік қасиет көрсетеді.
Протофильді еріткіштерге сусыз аммиак, аминдер жатады. Оларда күшті негіз ерітсе, онда еріткіш қышқылдық қасиет көрсетеді.
Амфипротонды еріткіштерге су, спирттер мен кетондар жатады.
Сонымен еріткіштің қышқылдық-негіздік қасиетіне еріген зат табиғаты әсер етеді. Ал еріткіш табиғаты еріген заттың қышқылдық-негіздік қасиетіне де әсер ете алады. Мысалы:
а) судың протон тартқыштығы біршама жоғары болады, сондықтан суда барлық күшті қышқылдар толық диссоциацияланып, қышқылына айналады, яғни күштері теңеседі, осы құбылысты еріткіштің нивелирлеуші әсері деп атайды.
б) НСN (көгерткіш қышқыл) - суда өте әлсіз қышқыл ( аммиакта ерітсе, күшті қышқылға айналады. Себебі аммиак - негіз, электрон тартқыштығы 9,3 эВ, ол протондарды күштірек тартады, бұл құбылысты еріткіштің дифференцирлеуші әсері деп атайды. Автопротолиз деп амфипротонды еріткіштің екі молекуласы өзара әрекеттесуі арқылы диссоциациялануын айтады. Жалпы түрде:
Автопротолиз нәтижесінде 2 ион түзіледі: лионий ионы молекулаға протон қосылғанда түзіледі, ал лиат ионы молекуладан протон үзілгенде түзіледі. Мысалы, су үшін автопротолиз теңдеуінде лионий - гидроксоний ионы, лиат - гидроксид-ион:
Автопротолиз константасы лионий мен лиат активтіліктерінің немесе концентрацияларының көбейтіндісіне тең:
Автопротолиз константасының мәні өте маңызды. Ол осы ерітіндідегі рН шкаласының ұзындығын көрсетеді. Мысалы, су үшін р=14, сондықтан суда рН шкаласы 0-14 аралығында болады, нейтрал ортада рН=7 немесе рН7. Метил спирті үшін р=16,9, рН шкаласы 0-16,9 арасында, нейтрал ортада рН=8,45 (рН8,45). Сәйкесінше этанол үшін рН шкаласы 0-19,3 (рН9,65); құмырсқа қышқылы үшін рН шкаласы 0-6,1 (рН3,05); аммиак үшін рН шкаласы 0-32,7 (рН16,35).
Сонымен, қышқыл неғұрлым күшті болса, оның іліктес негізі соғұрлым әлсіз болады және керісінше. Мысалы, аммиак - біршама күшті негіз, ал аммоний ионы - өте әлсіз қышқыл:

Буферлі ерітінділер

Буферлі ерітінділер - рН тұрақтылығын 2 жағдайда сақтайтын ерітінділер:
1) сұйылту кезінде;
2) бір шектен аспайтын күшті қышқыл немесе негіз қосқанда.
Буферлі ерітінділердің келесі түрлері болады:
а) әлсіз қышқыл мен оның тұзының қоспасы:
б) әлсіз негіз бен оның тұзының қоспасы:
в) екі тұздың қоспасы:
Протолиттік теория тұрғысынан буферлі ерітінді - іліктес қышқыл мен негіздің қоспасы.
Яғни буферді 10000 есе сұйылқанда рН шамасы өте аз өзгерді, 0,48 бірлікке артты.

Қышқыл мен сілті қосқанда буферлі ерітіндінің рН-ын есептеу.
а) 400 мл буферлік ерітінді құрамында 0,2 М N+ 0,3 М NСl болсын.
Әлсіз негіз бен оның тұзынан тұратын буфер үшін дайын формула бар:
ә) осы ерітіндіге 100 мл 0,05 М NаОН қосса:
Сонымен, қышқыл қосқан кезде аммиак (негіз) реакцияға түсті, ал сілті қосқанда аммоний (қышқыл) реакцияға түсті.
Сонымен буферлі ерітінділер күшті қышқыл немесе сілті қосқанда рН тұрақтылығын сақтай алады. Бұл құбылыс буферлік әсер деп аталады. Бірақ буферлік әсер шексіз байқалмайды, сондықтан буферлік сиымдылық деген түсінік енгізіледі [6, 54-69 бб].
Буферлік сиымдылық - 1 л буфер ерітіндісінің рН-ын 1 бірлікке өзгертуге қажетті күшті қышқыл немесе күшті негіздің эквивалент саны. Ол буфер компоненттерінің концентрациясына, олардың концентрациялар қатынасына тәуелді. Концентрациялар тең болғанда максимальды буферлік сиымдылық байқалады.
Сольвожүйелер теориясы

Аррениус ұсынған қышқылдар мен негіздердің моделінің әлсіз жері қышқылдық-негіздік әрекеттесулерді тек сулы ерітінділерде қарап шектеуі болды. Еріткіш ретінде басқа сұйықтықтар алынғанда иондық теория түсіндіре алмайтын жайттардің беті ашылды. Алайда суда жүретін процесс пен сулы емес еріткіште жүретін процестің арасында үлкен ұқсастық бар екендігі байқалды. Мұны алғаш ашқан америкалық ғалым Франклин 1915 жылы өзінің сольвожүйелер теориясын ұсынды.
Судың диссоциациялануына сай аквахимия негізі қаланып, заңдары белгіленсе, дәл осыған ұқсатып сұйық аммиактың диссоциациялануын жазып:

2H2O = H3O+ + OH-
2NH3 = NH + NH

аммонохимия негіздерін салуға болады.

Сұйық аммиак (-330-та сұйылады) көптеген бейорганикалық заттарды ерітеді. Бұл ерітінділер ток өткізеді, демек, еріген заттар электролиттік диссоциацияға ұшырайды. Сонда сұйық аммиактың ерітіндісінде жүретін көптеген процестер сулы ерітіндіде жүретін процестерге тым ұқсас келетіндігі анықталды.
Сулы ортада оксоний Н3О+ катионын түзетін заттар қышқылдар болса, сұйық аммиакта аммоний NH+4 катионын бөле диссоциацияланатын заттар қышқылдық қасиет көрсетуі тиіс. Сол сияқты судағы оксоний ОН- аниондарының орнына аммиакта NH-2 амид аниондары жүретіндіктен KNH2 тәрізді заттар негіздерге жатады.
Сольвожүйелер теориясында қышқылдар деп диссоциацияланған кезде еріткіштің өзі түзетін оң ионға ұқсас катион-лиат беретін заттарды, негіздер деп диссоциацияланғанда еріткіштің өзі түзетін теріс ионға ұқсайтын анион-лионий бөлетін заттарды айтады.
Енді сұйық аммиакта жүретін процестердің судағы реакцияларға ұқсайтындығына біраз мысалдар келтірейік.

Кәдімгі күшті қышқылдың күшті негізді бейтараптауын алайық:

суда: H3OCl + NaOH = NaCl + 2H2O

аммиакта: NH4Cl + NaNH2 = NaCl + 2NH3

Екі жағдайда да қышқыл мен негіз әрекеттесіп тұз және еріткіш молекулаларын бөліп тұр.
Сілтімен ауыр металдардың еритін тұзына әсер еткенде ерімейтін гидроксидтердің түзілетіні мәлім:
CuSO4 + 2KOH = Cu(OH)2 ¯ + K2SO4

Дәл осылайша сұйық аммиакта да ерімейтін амонооксид алуға болады:

Zn(NO3)2 + 2KNH2 = Zn(NH2)2 ¯ + 2KNO3

(Сұйық аммиакта тек K, Rb, Cs амидтері ғана ериді).

Кей жағдайларда сулы ерітінділерде тұрақсыз гидроксидтердің орнына метал оксидтері шығатыны бар, мысалы:

Hg(NO3)2 + 2KOH = HgO¯ + 2KNO3 + H2O

Осындай жағдай аммонохимияда да байқалып, тұнбаға оксидтің аналогы нитрид түседі:
HgCl2 + 6KNH2 = Hg3N2¯ + 6KCl + 4NH3

Кейбір гидроксидтер сулы ерітінділерде екідайлық көрсетіп, сілтінің артық мөлшерінде еріп, гидроксокешендер түзетіні белгілі:

Zn(OH)2 + 2KOH = K2[Zn(OH)4]

Мұндай жағдай аммонохимияда да бар:

Zn(NH2)2 + 2KNH2 = K2[Zn(NH2)4]

Амидтердің арасында екідайлық молырақ кездеседі. Мәселен, стронций гидроксиді Sr(OH)2 күшті негіз болса, оның аналогы Sr(NH2)2 екідайлы - екі жақты қасиетке ие.
Сулы ерітіндідегі гидролиз процесіне аммиакта жүретін аммонолиз сәйкес келеді:

HgCl2 + HOH

HgOHCl + HCl

HgCl2 +2HNH2

HgNH2Cl + NH4Cl

BCl3 + 3HOH

B(OH)3 + 3HCl
BCl3 + 6HNH2
B(NH2)3 + NH4Cl

Осындай еріткіштің әсерінен жүретін ыдырай алмасу реакциялары басқа да сулы емес ерітінділерде де жүретіндіктен оның жалпы атын сольволиз деп атайды.
Қазіргі кезде көптеген еріткіштерде өтетін реакциялар сольвожүйелер теориясына бағынатыны эксперимент жүзінде дәлелденді. Мұндай иондағыш еріткіштердің қатарына сұйық: HF, H2S, HCN, HNO3, H2SO4, HCOOH, CH3COOH, CH3OH, HCONH2, C2H5OH, BF3, AsCl3, SbCl5, SO2, N2O4, I2 т.б. жатады.
Сольвожүйелер теориясынан қышқылдық-негіздік әрекет- тесулерде сол процеске қатысатын еріткіштердің өздері шешуші роль атқаратынын көреміз. Оған дәлел ретінде аквахимия тұрғысынан ешбір логикаға сыймайтын мынадай мысал келтірейік. Еріткіш ретінде балқытылған сұйық KCl алдық дейік. Бұл еріткіште КОН ерітсек, ионданғанда бөлінетін катионы К+ болғандықтан, ол қышқылдық қасиет көрсетеді. Сол сияқты газ күйіндегі HCl ерітсек, ол еріткішпен бірдей Cl- анионын бөлетіндіктен негіздік қабілетке ие болады. Ал осы екеуінің әрекеттесуі нәтижесінде тұз Н2О шығып, еріткіш KCl қайта бөлінеді:

KOH + HCl KCl H2O + KCl

қышқыл негіз тұз еріткіш

Сольвожүйелер теориясы бейсулы еріткіштің қатысуымен өтетін көптеген реакциялардың басын біріктіріп, бір жүйеге келтірді. Сөзсіз, бұл теория да қышқылдық-негіздік әрекеттесулердің бәрін түгелдей қамти алмайды. Оның шығу тегі иондық теориямен бірдей болған соң, иондық теорияға тән жетімсіздіктер сольвожүйелер теориясында да сақталады. Теория әр еріткіштің өзінің қышқылдары мен негіздерін бөліп қарайды, олар өзара ешбір еріткішсіз де әрекеттесуі мүмкін екендігі еске алынбайды. Иондағыш қасиеті жоқ органикалық еріткіштерде де қышқылдық-негіздік әрекеттесудің жүретінін түсіндіре алмайды. Аррениус теориясындағыдай әр еріткіштің өзі абсолют бейтарап, әрі абсолют екідайлы болатындығы даусыз. Сольвожүйелер теориясы бойынша да қышқылдық-негіздік әрекеттесуді иондық түрде жазсақ, тағы да бейтараптау процесінің өнімі ретінде еріткіштің молекуласы түзілетіні айғақ [7, 23-49 бб].

Протондық теория

Иондық және сольвожүйелер теориясын сипаттағанда табиғаттағы ешбір затты ерекше етіп қарауға болмайды деген пікір айтылды. Алайда химиялық реакцияларға қатысатын бір бөлшектің бойында оқшау ерекше қасиеттердің болатынын айтпай кетуге болмайды. Ол бөлшек - протон - сыртында электрон қауызы жоқ жалғыз ион. Оның мөлшері басқалардан 10 000 есе кіші, осыған орай ол тым қозғалғыш, өте активті бөлшек, басқа иондар мен молекулалардың электрон бұлтына еркін еніп кете алады, ерекше химиялық байланыс түзеді (сутекті байланыс). Міне осы протонды арқау етіп алған қышқылдық-негіздік теорияны 1923 жылы дат ғалымы Бренстед ұсынған.
Протондық теория бойынша сутек катионы Н+ қатысқан реакциялар протолитті реакциялар деп бөлінеді. Теория бойынша өзінен протон бөле алатын бөлшек (молекула не ион) қышқыл, ал протон қосып ала алатын бөлшек негіз деп саналады.
Сырттай қарағанда Бренстед теориясындағы қышқылдың анықтамасы Аррениус теориясындағы анықтамамен сай келетін сияқты. Шындығында олардың ұқсастықтары да, айырмашылықтары да бар. Сулы ерітіндіде Н+ бөлетін молекуланың протондық теория тұрғысынан алғанда да қышқыл болып шығатыны даусыз. Бірақ ол зат еріткіш болмағанда да не судан басқа еріткіште де өзінен протон бөлетіндей қабілеті болса қышқылдар қатарында қала береді. Мәселен, иондық теория бойынша HCl газын суда ерігенде ғана қышқыл деп санасақ, протондық теория оны сусыз - ақ қышқыл деп таниды. Міне осының өзінен соңғы теориядағы қышқылдың анықтамасы бұрынғымен салыстырғанда әлдеқайда кең екендігін көреміз.
Протондық теориядағы негіздің анықтамасы Аррениус көзқарасымен еш ұқсастығы жоқ, одан анағұрлым кең. Өзіне Н+ қосып ала алатын аммиак, пиридин C5H5N тәрізді молекулалар, кез-келген аниондар негіз ретінде қабылданады.
Протолиттік реакциялардың бір ерекшелігі - қышқылдық - негіздік әрекеттесудің нәтижесінде жаңа қышқыл мен жаңа негіз шығады, олардың өзара бейтараптанып тұз түзетіндігіне ешбір мән берілмейді. Протолиттік реакцияның жалпы түрі мынадай:

НА + В
қышқыл I негіз II

ВН+ + А-
қышқыл II негіз I

Алғашқы қышқыл НА (қышқыл I) негіз В-мен әрекеттесіп жаңа қышқыл ВН+ (қышқылII) береді. Қышқыл I-ден шығатын А- негізді негіз I деп атап, бұрынғы негіз В-ны негіз II деп белгілейді. Олай болатын себебі қышқыл I мен негіз I өзара іліктес жұп құрайды, дәл осылай қышқыл II мен негіз II де іліктес жұп береді: НА А- және ВН+ В.
Протолиттік реакцияның мысалы ретінде хлорсутектің суда еруін алайық:
HCl + H2O H3O+ + Cl-
HCl өзінен протон бөліп қышқылдық қасиет көрсетсе, Н2О оны қосып алып негіз ролін атқарады. Бұл реакция негізінен бір бағытта солдан оңға қарай жүретіні мәлім. Кері процестің нашар жүруі, тіпті жүрмеуі, суға қарағанда Cl- ионының әлдеқайда әлсіз негіз екендігін танытады. Әдетте, күшті қышқыл мен әлсіз негіз іліктес болып келеді, мысалы HCl мен Cl-. HCl күшті қышқыл десек, оның протонды бөлу қабілетінің жоғарылығын айтамыз, ал одан шығатын негіздің Cl- протонды қосып алу қабілеті төмен болатындығы даусыз, өйткені екеуі бір процестің нәтижесінде туып тұрған іліктес жұптар:

HCl H+ + Cl-

Егер негіз күшті болып келсе, онымен іліктес қышқыл әлсіз болады:
NH3 + H+ = NH4+

Бұдан аммиактың бейтараптануының бір бағытта жүретінін түсіну қиынға түспейді.
Енді протолиттік реакцияларға біраз мысалдар келтірейік:
Қышқыл I негіз II негіз I қышқыл II

H2O + NH3 OH- + NH-4

HClO4 + CH3COOH ClO + CH3COOH

H3O+ + OH- H2O + H2O

NH+4 + H2O NH3 + H3O+

HSO-4 + OH- SO + H2O

Протондық теория бойынша қышқылдар мен негіздердің қатарына молекулалармен бірге иондар да жатады. Сондықтан оларды бейтарап, катионды, анионды деп бөледі:

қышқыл негіз
Бейтарап HClO4 NH3
CH3COOH C6H5NH2

Катионды H3O+ [Al(OH)2] +
NH NH2-NH

Анионды HSO ClO, Cl-
HPO OH-

Көп негізді қышқылдардың гидроаниондары екідайлы қасиет көрсетеді екен. Су, аммиак тәрізді еріткіштерде екідайлы зат ретінде қабылданады, өйткені олар протонды бөліп шығара да, қосып ала да алады. Бұл теорияда Аррениус теориясындағыдай екідайлы заттың бір актта қышқылдық әрі негіздік қасиет көрсетуі шарт емес, тек қышқыл әрі негіз ретінде әрекеттесе алу қабілеті болуы шарт [8, 25-29 бб].
Протонды теория қазіргі кезде ең кең таралған теориялардың қатарына жатады. Ол протон доноры (қышқыл) мен акцепторы (негіз) қатысатын барлық қышқылдық-негіздік әрекеттесулерді бір жүйеге келтіріп қарайды. Протонды теорияның басты артықшылығы - аса маңызды шамаларды есептеп шығаруға болатын сандық теңдеулердің болуы. Ол протолиттік реакциялардың жүру тереңдігін процеске қатысатын қышқылдар мен негіздердің диссоциациялану константасымен байланыстырады, оған еріткіштің әсерін ескереді.

Еріткіштердің қышқылдық-негіздік әрекеттесулерге әсері

Протолиттік әрекеттесу теориясы еріткіштерді табиғаты бойынша екі топқа бөліп саралайды. Протон беріп не қосып алып реакцияға қатысатын еріткіштерді протолиттік еріткіштер деп атайды, ал реакцияға қатыспайтын инертті еріткіштерді (бензол, толуол, төртхлорлы көміртек, дихлоратан) апротонды деп бөледі. Апротонды еріткіштердің Н+ қосып алу не бөлу қабілеті өте төмен, тіпті жоққа тән десе де болады.
Протолиттік еріткіштер дегеніміз - молекула күйіндегі қышқылдар немесе негіздер. Олардың өздеріне тән диссоциациялану константасы бар. Әдетте, протонды еріткіштердің Кдисс орнына оның теріс таңбамен алынған логарифмі қолданылады: оны қышқыл үшін рКа (а-латынша қышқылдың атына сай алынған индекс), негіз үшін рКв деп белгілейді:

-lgK дисс-қышқыл=pKa, -lgK дисс-негіз=рКв

Протолиттік процесс ерітіндіде жүрсе оған қатысатын қышқыл мен негіздің күшіне еріткіш тікелей әсер етеді. Оған мысал ретінде хлорсутектің судағы және бензолдағы ерітіндісін алайық. Суда түзілетін тұз қышқылы күшті қышқыл да, бензолдағы HCl ерітіндісі ток өткізбейді, демек, молекулалары ионданбаған, электролит емес. Бірінші жағдайда су хлор-сутекпен әрекеттесіп, оны иондайды:

HCl + H2O HCl x x x H2O = H3O+ + Cl-

Жалпылама алғанда протолиттік еріткіште жүретін процестің теңдеуі мынадай:

HA + S HAx x x S SH+ + A-
мұндағы S- еріткіш.
Протондық теорияда еріткіштің өзінің диссоциациялануына үлкен мән беріледі, оны арнайы автопротолиз константасымен өрнектейді. Түсінікті болу үшін судың автопротолиз константасын - иондық көбейтіндісін жазсақ:
[Н3О+] [ОН-] = Kw.
Басқа еріткіштер үшін жалпылама алғанда
[лионий] [лиат]= Кs деп белгілейді.

Әр еріткіштің автопротолиз константасының мәні белгілі бір температурада анықталып, тұрақты түрде беріледі [9, 45-52 бб].

1.2 Қышқыл мен негіздің иондық теориясы

Иондық теория бойынша қышқыл деп суда ерігенде сутек ионын Н+ бөлетін заттарды айтады, өйткені қышқылдарға тән жалпы қасиеттер-металдарға, индикаторларға әсері, дәмі, т.т. тек сутек катионының қасиеті болып табылады. Негіздер деп суда гидроксид ионын ОН- бөлетін заттарды айтады. Олардың жалпы қасиеттері: қышқылдық табиғатты заттарға, индикаторларға әсері, денеге тигенде сабындануы т.т. бәрі де тек гидроксид анионына тән қасиеттер.

Қышқыл мен негіздің өзара бейтараптану реакциясының теңдеуі:

H+ + OH- = H2O

Бұдан қышқылдың немесе негіздің күшін білу үшін ерітіндідегі Н+ және ОН- иондарының концентрациясын анықтау жеткілікті болатыны көрініп тұр. Шынында да осыдан барып қышқылдар мен негіздердің басты сипаттамалары: диссоциациялану константасы, сутектік көрсеткіш рН шықты. Қышқылдар мен негіздердің иондық теориясының арқасында бүтіндей суда жүретін үдерістердің аквахимиясының негізі қалыптасты.
Оның қарамағында бір ғана қышқыл Н+, бір ғана негіз ОН- бар. Сондықтан бейтараптану реакциясы да жалғыз, әрі оның негізінде тұз түзілудің орнына су түзіліп тұр. Су - қышқыл мен негіздің бірін - бірі толығымен бейтараптануынан шығатын-дықтан дүниедегі бірден-бір абсолют бейтарап зат болып есептеледі.
1887 жылы Аррениус ұсынған электролиттік диссоциация теориясы қышқылдар мен негіздердің табиғатын жаңа тұрғыдан қарауға мүмкіндік берді. Иондық теория бойынша қышқыл деп суда ерігенде сутек ионын Н+ бөлетін заттарды айтады, өйткені қышқылдарға тән жалпы қасиеттер - металдарға, индикаторларға әсері, дәмі, т.б. тек сутек катионының қасиеті болып табылады. Негіздер деп суда гидроксид ионын ОН- бөлетін заттарды айтады. Олардың жалпы қасиеттері: қышқылдық табиғатты заттарға, индикаторларға әсері, денеге тигенде сабындануы т.б. бәрі де тек гидроксид анионына тән қасиеттер.
Қышқыл мен негіздің өзара бейтараптану реакциясының теңдеуі:
H+ + OH- = H2O
Бұдан қышқылдың немесе негіздің күшін білу үшін ерітіндідегі Н+ және ОН- иондарының концентрациясын анықтау жеткілікті болатыны көрініп тұр. Шынында да осыдан барып қышқылдар мен негіздердің басты сипаттамалары: диссоциациялану константасы, сутектік көрсеткіш рН, т.б. шықты. Күшті қышқылдар мен күшті негіздердің әрекеттесуінің жылу эффектінің тұрақты болатыны түсіндірілді [10, 56-58 бб].
Қышқылдар мен негіздердің иондық теориясының арқасында бүтіндей суда жүретін процестердің аквахимиясының негізі қалыптасты. Теорияның қағидалары эксперимент жүзінде толығымен дәлелденіп шықты.
Алайда Аррениус теориясы тым тар шеңберді қамтиды. Оның қарамағында бір ғана қышқыл Н+, бір ғана негіз ОН- бар. Сондықтан бейтараптану реакциясы да жалғыз, әрі оның негізінде тұз түзілудің орнына су түзіліп тұр. Су - қышқыл мен негіздің бірін-бірі толығымен бейтараптануынан шығатындықтан дүниедегі бірден-бір абсолют бейтарап зат болып есептеледі. Судың абсолют бейтараптығына сай ортаның қышқылдығы - негіздігі, яғни бүтіндей рН шкаласы туған.
Иондық теорияға сай бір ғана екідайлы зат бар, ол да - су. Судың екі жақты - әрі қышқылдық, әрі негіздік қасиеті бұрыннан белгілі. Бірақ, Аррениус теориясына жүгінсек судан басқа екідайлы зат жоқ болып шығады, себебі одан басқа ешбір зат диссоциацияланған кезде бірден Н+ және ОН- иондарын бірге бөліп шығара алмайды:

Н 2 О = Н+ + ОН-
Бұрыннан екідайлылар қатарына жатқызылып келе жатқан мырыш, алюминий гидроксидтері сияқты заттар бірден Н+ және ОН- бөле ионданса, олар құрамындағы судан ажырап, оксидке айналар еді ғой. Олардың молекуласы тек қана қышқыл не негіз ретінде жеке-жеке диссоциациялана алады:

Zn(OH) 2

ZnOH++OH- ;

H2ZnO2

H++HZnO

Осы айтылғандардың бәрі иондық теорияның қамти алатын мәселелерінің шеңберін көрсетеді. Теорияның өзіндік ұтымды жақтарымен қатар бүгінгі химия ғылымының талабына сай келмейтін жетімсіз жақтары да бар. Мысалы, қышқылдар мен негіздер суда еріп иондарға диссоциацияланбаса да өзара әрекеттесе алады: газ күйіндегі хлорсутек сілтімен оп-оңай әрекеттеседі. Осы тәрізді бейтараптану реакциясына жататын тұз түзе жүретін реакциялар толып жатыр. Айталық, газ күйіндегі аммиак пен хлорсутектің қосылуы:

NH3г + HClг = NH4Clк
Мұндағы негіз ролін атқарып тұрған аммиактың құрамында ОН- ионы жоқ. Сондықтан Аррениус теориясы тұрғысынан алғанда бұл реакция қышқылдар мен негіздердің әрекеттесуіне жатпайтын тәрізді көрінеді. Шындығында аммиак пен хлорсутек бірін - бірі бейтарап тұз - аммоний хлоридін түзіп тұр.
Иондық теорияда барлық химиялық заттардың ішінде бір ғана затқа ерекше мән берілген, ол - су. Бірақ химия ғылымының бір ғана еріткішпен шектеліп қалуы мүмкін емес қой. Химиялық процесс судан басқа ортада да, тіпті ешбір ортасыз да жүре беретіні мәлім. Мәселен, хлорсутекті бензолда ерітіп, оны сілтімен бейтараптауға болады. Бір қызығы: хлорсутектің бензолда ионданбағанына қарамастан оның ерітіндісі индикаторға әсер етіп, түсін өзгертеді. Сол тәрізді органикалық қышқыл мен органикалық негіздің бензолдағы ерітінділері ток өткізбейтіндігіне, яғни иондарға ыдырамайтынына қарамастан бірін-бірімен әрекеттестіріп, титрлеуге болады [11, 46-55 бб].
Аррениус теориясының негізінде суда болатын иондар арасындағы процестер терең зерттелді, ... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.