Номер 5, страница 51, часть 2 - гдз по химии 11 класс учебник Оспанова, Аухадиева

5. В чем состоит принципиальное отличие протолитической теории кислот и оснований (теории Брёнстеда и Лоури) от теории Аррениуса?

5. Принципиальное отличие протолитической теории кислот и оснований Брёнстеда–Лоури от теории электролитической диссоциации Аррениуса заключается в самом определении понятий "кислота" и "основание" и, как следствие, в широте охватываемых явлений.

Теория Аррениуса (1887 г.)

Эта теория была первой попыткой дать научное определение кислотам и основаниям. Согласно Аррениусу:

• Кислоты — это вещества, которые при диссоциации в водном растворе образуют ионы водорода $H^+$. Например: $HCl \rightarrow H^+ + Cl^-$.
• Основания — это вещества, которые при диссоциации в водном растворе образуют гидроксид-ионы $OH^-$. Например: $NaOH \rightarrow Na^+ + OH^-$.

Ограничения теории Аррениуса:

• Теория применима только к водным растворам. Она не объясняет кислотно-основные свойства веществ в других растворителях или в газовой фазе.
• Она не может объяснить основные свойства веществ, которые не содержат гидроксильной группы $OH^-$, например, аммиака ($NH_3$) или карбонатов ($CO_3^{2-}$).

Протолитическая теория Брёнстеда–Лоури (1923 г.)

Эта теория является более общей и рассматривает кислотно-основные реакции как процесс переноса протона ($H^+$).

• Кислота — это любая частица (молекула или ион), способная отдавать протон (донор протонов).
• Основание — это любая частица (молекула или ион), способная присоединять протон (акцептор протонов).

Например, в реакции аммиака с водой:

$NH_3 + H_2o \rightleftharpoons NH_4^+ + OH^-$

Здесь вода ($H_2O$) отдает протон и выступает в роли кислоты, а аммиак ($NH_3$) принимает протон и является основанием. Эта теория легко объясняет, почему аммиак проявляет основные свойства, не имея в составе группы $OH^-$.

В реакции хлороводорода с водой:

$HCl + H_2o \rightleftharpoons H_3O^+ + Cl^-$

Здесь $HCl$ является кислотой (отдает протон), а $H_2O$ — основанием (принимает протон).

Ключевые отличия:

1. Определение: Теория Аррениуса определяет кислоту и основание через продукты их диссоциации в воде ($H^+$ и $OH^-$). Теория Брёнстеда–Лоури определяет их через их функцию в реакции — способность отдавать или принимать протон.
2. Роль растворителя: Для теории Аррениуса вода является обязательным компонентом среды. Теория Брёнстеда–Лоури не привязана к растворителю и применима к реакциям в любых средах (неводные растворители, газовые смеси, расплавы).
3. Охват веществ: Теория Брёнстеда–Лоури значительно расширяет круг соединений, которые можно классифицировать как кислоты и основания. Кислотами и основаниями могут быть не только нейтральные молекулы, но и ионы (например, ион аммония $NH_4^+$ — кислота, а ацетат-ион $CH_3COO^-$ — основание).
4. Относительность понятий: В теории Брёнстеда–Лоури кислотно-основные свойства относительны. Вещество проявляет кислотные свойства только в присутствии основания, и наоборот. Например, вода ($H_2O$) может быть и кислотой (в реакции с $NH_3$), и основанием (в реакции с $HCl$). Такие вещества называются амфотерными. В теории Аррениуса свойства более абсолютны и привязаны к структуре вещества.

Ответ: Принципиальное отличие состоит в том, что теория Брёнстеда–Лоури переходит от "вещественного" подхода Аррениуса (кислота/основание — это вещество, дающее в воде ионы $H^+$ или $OH^-$) к более общему "функциональному" подходу, где кислота — это донор протона, а основание — акцептор протона, причем эта функция может проявляться в любой среде, а не только в воде.