Расчет равновесий в аналитической химии Расчет равновесий
в аналитической химии

Главная » Литература » Константы ионизации кислот и оснований

Константы ионизации кислот и оснований

Файлы для скачивания

А. Альберт, Е. Сержент. Константы ионизации кислот и оснований. – Москва, Ленинград: Химия, 1964. – 380 c.

УДК 541.45

Книга содержит описание способов определения (потенциометрический, спектрофотометрический, кондуктометрический и др.) и расчетов констаит ионизации преимущественно органических кислот и оснований. Описана наиболее удобная аппаратура, приведены типичные кривые и таблицы и даиы константы ионизации свыше 400 кислот и оснований.

Книга предназначается для химиков и биохимиков научно-исследовательских институтов и заводских лабораторий, а также для аспирантов и студентов химических вузов.

Перевод с английского Е. Ю. Беляева, В. И. Зайонца, И. Я. Квитко и Б.В. Пассета. Под редакцией профессора Б. А. Порай-Кошица.

Предисловие:

ПРЕДИСЛОВИЕ РЕДАКТОРА ПЕРЕВОДА

Предлагаемая вниманию читателей книга Альберта и Сержента отнюдь не является учебником, хотя научный работник, впервые начинающий работу в области кислотно-основных свойств органических и неорганических соединений, может почерпнуть из нее множество полезных советов и указаний по теории и практике определения констант ионизации, а также их значения для характеристики, индивидуализации и реакционной способности химических веществ. Книга эта — по существу справочник, правда небольшого объема, содержащий величины констант ионизации свыше 400 важнейших неорганических и органических соединений. Эти константы определены современными методами достаточной степени точности. Для того чтобы читателю было яснее, каким путем достигнута эта точность, справочный материал расположен до описания методов изучения кислотно-основных свойств. Описаны методы и их аппаратурное оформление, основанные на спектрофотометрии, потенциометрическом титровании, кондуктометрии и т. д. К сожалению, здесь отсутствует метод кинетических измерений, в последнее время получивший некоторое распространение.

При работе над переводом книги мы старались сохранить своеобразие изложения, делающее книгу столь интересной по форме и содержанию. Лишь в некоторых местах сочли полезным дать примечания, чаще всего касающиеся реакционной способности и строения органических соединений. В книге приведено дополнение, написанное А. А. Бугаевским, Ю. Ф. Рыбкиным и Р. А. Гейцем, касающееся методов статистической обработки результатов измерений констант ионизации и погрешностей, получаемых при использовании одного из наиболее популярных методов определения этих констант — спектрофотометрического. Надеемся, что книга Альберта и Сержента найдет широкий круг читателей.

Б. Порай-Кошиц

ИЗ ПРЕДИСЛОВИЯ АВТОРОВ

Предлагаемое практическое руководство предназначено для исследователей, которые не имеют опыта работы по определению констант ионизации, однако хотят этим заняться. В книге, кроме того, даны указания на более современные, перспективные и экономные по времени методы, приведены описания опытов, для воспроизведения которых могут быть использованы легко доступные вещества. Мы настоятельно рекомендуем начинающим для лучшего усвоения проверять каждый пример экспериментально и расчетным методом. Следует начинать с титрования борной кислоты (стр. 36) и повторять его до тех пор, пока все полученные за одно титрование значения pKa не расположатся в приведенных пределах. Только когда все шесть примеров, описанных в главе 2, будут выполнены удовлетворительно, следует приступать к работе с неизвестными веществами.

Более опытный исследователь может начать с глицина (стр. 37). В том случае, если результаты будут лежать в приведенных пределах, следует перейти к примерам из глав 3 и 4.

Для выполнения первых опытов необходимы лишь очень простые расчеты. Мы постарались указать читателю на те случаи, когда эти простые методы не являются достаточно точными и называли более совершенные методы расчетов для этих случаев. Усложненные методы вводились постепенно и всегда с подробными разъяснениями.

Мы постарались помочь читателю в истолковании констант ионизации, показать, как они влияют на растворимость (глава 6), как можно вычислить степень ионизации при любом значении pH (приложение IV) и как константы ионизации могут помочь при определении строения веществ (глава 8). Сведены в таблицы 400-известных констант (стр. 116).

Настоящая книга является практическим руководством; о теории же ионизации (глава I) можно подробнее прочесть в книгах Р. П. Белла «Кислоты и основания» и В. Гоулда «Измерения pH»1, а также в монографии Робинсона и Стоуна «Растворы электролитов»2.

Последняя глава посвящена определению констант устойчивости металлических комплексов путем измерения концентрации протонов, оторвавшихся при образовании комплекса. Определение констант осуществляется с помощью потенциометрических методов, описанных в главах 2 и 3.

Авторы старались придерживаться приемлемых норм точности, ибо как чрезмерная точность, так и расплывчатость определений лишены смысла. Только в лабораториях, специально оборудованных для получения констант очень высокой точности, можно максимально усовершенствовать технику определений, а потому здесь их не описывали. Одиако авторы считают, что данная книга поможет читателям избежать ошибок при определении констант, часто встречающихся в научной литературе.


1. R. P. Bell, Adds and Bases; V. Gold, pH Measurements, Methuen Chemical Monographs, 1952.

2. R. A. Robinson, R. H. Stoke, Elektroiyte Solutions, London, Butterworth, 1959.

Содержание:

Из предисловия авторов7
Глава 1. Введение 9
Что означает термин «константы ионизации»9
Цель определения констант ионизации 9
Краткое изложение химических основ ионизации 10
Классические и термодинамические константы12
Основания13
Величина рК 14.
Взаимный пересчет величии Ka и pKa15
Расчет количества ионизированной формы16
Наиболее распространенные методы определения константы ионизации 16
Оценка необходимой степени точности18
Влияние температуры на константы ионизации19
Глава 2. Определение коистант ионизации методом потенциометрического титрования со стеклянным электродом21
Аппаратура общего назначения22
Приготовление растворов26
Приготовление едкого кали, свободного от карбонатов27
Выбор концентрации для титрования 29
Описание метода титрования30
Уравнения для расчета величины pKa33
Несколько типичных титроввиий (примеры для практики)36
Точность и правильность. Контроль точности результатов37
Общие источники ошибок и их устранение38
Мнимые константы40
Глава 3. Усовершенствование потенциометрического титрования. Аппаратура и расчеты41
А. Аппаратура41
Электрометр с динамическим конденсатором44
Стеклянные электроды низкого сопротивление45
Водородный электрод 46
Метод потока 47
Б. Методы расчета 47
Полиэлектролиты 47
Коэффициенты активности 53
Поправки на активность в кислых растворах 57
Введение поправок при титровании двухвалентных кислот и оснований 59
Неводные растворители61
Смешанные растворители61
Глава 4. Определение констаит ионизации спектрофотометрическим методом 64
Аппаратура 64
Буферные растворы65
Кислотная функция66
Уравнение для определения pKa68
Приготовление исходного раствора исследуемого вещества69
Снятие спектров поглощения растворов нейтральной молекулы и иона69
Выбор аналитической длины волны71
Определение приближенного значения pKa72
Точное определение величины pKa72
Рабочие примеры72
Точность спектрофотометрического метода и пути ее повышения75
Источники ошибок77
Усовершенствование спектрофотометрического метода77
Спектрофотометрическое определение pKa веществ, электронные спектры поглощения которых нельзя измерить84
Глава 5. Определение констант ионизации кондуктометрическим методом87
Границы применения метода88
Недостатки и достоинства коидуктометрического метода90
Приборы 91
Методы измерения93
Совершенствование расчетов95
Глава 6. Связь между растворимостью и ионизацией100
Значение констант ионизации в препаративной работе100
Использование величии констант ионизации для расчетов растворимости102
Определение коистаит ионизации с помощью растворимости104
Родственные методы106
Глава 7. Цвиттерионы (биполярные ионы)107
Сравнение цвиттериоиов и обычных амфотериых веществ107
Тесты на цвиттерионы109
Расчеты112
Поправки, связанные с активностью113
Таутомерные отношения113
«Близкие» константы114
Глава 8. Константы ионизации 400 типичных кислот и оснований116
А. Раздел органических соединений117
I. Одноосновные кислородсодержащие кислоты 117
Алифатические карбоновые кислоты117
Ароматические карбоновые кислоты 120
Алифатические гидроксильные кислоты123
Фенолы 125
Другие кислородсодержащие кислоты127
II. Двухосновные кислородсодержащие кислоты128
III. Меркаптановые кислоты131
IV. NH-кислоты131
V. CH-кислоты131
VI. Амииооснования (однокислотные) 133
Алифатические основания133
Ароматические основания134
VII. Аминооснования (двукислотные) 138
VIII. Основания с другими группами141
IX. Амфотерные соединения144
Б. Раздел неорганических соединений144
I. Неорганические кислоты144
II. Неорганические основания146
Глава 9. Константы устойчивости металлических комплексов149
Природа хелатообразования149
Методы определения151
Аппаратура и растворы потенциометрического метода152
Уравнения для расчетов по потенциометрическому методу. 153
Погрешность измерений159
Сокращенный метод 159
Общие трудности определения констант устойчивости159
Приложение I. Расчет концентрации и активности иоиа водорода и гидроксила161
Приложение II. Отрицательный логарифм ионного произведения воды (pKa)163
Приложение III. Влияние температуры на pH стандартных буферных растворов163
Приложение IV. Расчеты процента ионизации, исходя из значений pKa и OH164
Дополнение165
  Методы статистической обработки результатов измерений165
  Погрешности при спектрофотометрических измерениях и методы их уменьшения 173
  Аппаратура для точного измерения pH со стеклянным электродом174
Литература 176
Указатель177