Кислотности функции

КИСЛОТНОСТИ ФУНКЦИИ, количественные характеристики, определяющие способность кислот к протонированию молекул растворителя. Наиболее известна кислотность функции Гаммета (введена Л. Гамметом в 1932 и используется в уравнении для скорости кислотно-основных реакций). Если протонируется нейтральная молекула, кислотность функции Гаммета обозначается Н₀, если протон присоединяется к катиону или аниону - Н₊ или Н_- соответственно.

Для индивидуальных кислот в жидком состоянии способность к протонированию определяется величиной константы автопротолиза (автоионизации), поскольку в роли растворителя выступает сама кислота. В этом случае кислотность функции объединяет сразу две характеристики вещества: способность отщеплять и способность присоединять протон. Численные значения констант равновесия данного процесса (Κ_ап или -lgК_ап) изменяются в очень широких пределах; например, при 25°С значение - lgК_ап для NH₃ равно 29,8, для С₂Н₅ОН - 18,9, для Н₂О - 14,0, для СН₃СООН - 12,6, для Н₂О₂ - 9,7, для HF - 9,7, для НСООН - 6,2, для H₂SО₄ - 3,6, для Н₃РО₄ - около 2. Вещества, стоящие в этом ряду после Н₂О, в водных растворах являются кислотами (донорами протона) по отношению к растворителю. В водном растворе аммиака вода является кислотой (донором протонов), а аммиак основанием (акцептором протонов); в таком растворе образуются ионы NH⁺₄ и ОН^-.  Традиционное использование воды в качестве дифференцирующего растворителя позволяет разделить большинство кислот по их способности образовывать ионы в водных растворах на сильные (находятся в растворах преимущественно в ионных формах), средней силы (для них соизмеримы количества ионных и молекулярных форм) и слабые (находятся в растворе преимущественно в молекулярных формах).

Понятие «кислотность функции» используется при изучении механизмов химических реакций, в том числе участия в реакциях ионных форм. Это позволяет при проведении химических процессов добиться оптимальных скоростей протекания реакций и оптимальных равновесных выходов за счёт подбора соответствующих реагентов и растворителей.

Лит.: Шатенштейн А. И. Теории кислот и оснований. М., 1949; Rochester С.Н. Acidity functions. L.; N. Y., 1970; Гаммет Л. Основы физической органической химии. Скорости, равновесия и механизмы реакций. М., 1972.