大家好,今天小編給大家介紹的是關於化學反應理論的知識。下面就跟著小編一起來看看吧!絕大多數化學反應,包括生物體內的化學反應,都是在溶液中進行。因此對溶液的研究一直為化學家所注意。溶液理論的建立和研究物質的水溶液和生物膜的滲透現象有著直接的聯繫。早在十八世紀,人們已注意到溶質使水的冰點降低、沸點升高的現象。在前人已知溶液的冰點降低,沸點升高同溶質的分子量成正比的基礎上,1882年法國化學家拉烏爾總結出冰點下降與分子量關係的經驗公式。
這個公式引起了有機化學家的興趣,他們可以利用它,通過冰點下降值的測定來計算不揮發的有機物的分子量。不同濃度的溶液之間通過膀胱之類的膜出現滲透現象,在十八世紀已引起注意。1867年德國化學家特勞貝製造出一種只讓溶劑而不讓溶質透過的半透膜。十年後有人在用這種半透膜研究滲透壓時發現,在一定溫度下,溶液的滲透壓與其濃度成正比。范霍夫進一步發現,溶液的滲透壓也服從阿佛伽德羅定律。他還根據熱力學方法,從滲透壓公式推導出溶液蒸汽壓和冰點降低的公式。但是這些公式卻不適於酸鹼鹽的溶液。
當時的范霍夫也不知原因何在。瑞典化學家阿累尼烏斯在研究了電解質的稀溶液的電導後,於1884年提出電解質的電離理論,認為電解質溶於水後,就自發地離解成為正負離子。溶液愈稀,電離度愈高當無限稀釋時,分子就全部變為離子。分子離解為離子就使溶液的粒子數增加,所以電解質(酸、鹼、鹽)溶液不遵守范霍夫導出的冰點降低公式和滲透壓公式。
由於阿累尼烏斯的電離理論違背了當時流行的觀念(當時普遍認為電解質的組分彼此是緊密結合的,只有電流才能使它們在溶液中離解),遭到了如門捷列夫等許多權威化學家的強烈反對。電離理論在奧斯瓦爾德、范霍夫的支持下,通過爭論,逐漸被多數化學家所接受。但是對於離子是如何帶電的,這理論為什麼只適用於稀釋溶液而不能成功地解釋強電解質的行為等問題,仍沒有完滿解決。
進入二十世紀後,原子的電子結構的闡明,明確了原子與離子的區別。化學鍵理論的建立,使人們認清了離子結合的本質。通過X射線衍射法對鹽和金屬氫氧化物的分析,了解到它們在固態時已經呈離子狀態,熔化的鹽同樣是良好的導體。從1923年起荷蘭出生的美國物理化學家德拜和他的學生休克爾在蘇黎世系統地研究了溶液的電離理論,成功地得出了強電解質溶液的當量表達式。
他們認為,一個離子能吸引其周圍的相反電荷的離子形成一種「離子氛」,在外電場的作用下,離子氛就要產生一種阻礙中心離子遷移的「鬆弛力」,加上正負離子與溶劑的相互作用,增加了離子遷移的摩擦力,從而降低了離子的遷移速度,減少其電導值。由此他們導出電導值的減小與濃度的平方根成正比的強電解質溶液的離子互吸理論。1926年盎薩格在同德拜一起工作時,考慮到離子的布朗運動對強電解質導電的影響,改進了德拜等人的計算。
這樣,稀溶液的導電性質就有了合理的解釋,同時也有助於處理非水溶液。關於溶液理論至今仍是一個重要的研究領域,特別在引入統計熱力學方面和研究溶液中分子間的作用力上。在為電離理論得到公認而展開的爭論中,酸鹼理論也得到發展。阿累尼烏斯和奧斯特瓦爾德都指出,在酸性溶液中存在著氫離子,其濃度同酸的強度成正比;在鹼性溶液中存在著氫氧根離子,其濃度同鹼的濃度成正比。
中和作用就是氫離子和氫氧根離子相結合生成水。大量的實驗表明,任何強酸和強鹼的當量溶液中和時,其中和熱都是一樣。新的酸鹼理論得到普遍的承認。1923年英國化學家勞里和丹麥化學家布倫斯特德和布耶倫各自獨立地建立起擴大的酸鹼觀點。他們定義鹼為氫離子的受體,而酸則是一種能丟失氫離子的物質。
這樣就可看成一個離子體系,而酸鹼則被描繪成參與傳遞氫離子的物質。1938年G.N.路易斯進一步論證,認為把酸限制在那些含氫的物質,嚴重地干擾了對化學體系的理解,就像過去氧化劑這一名稱限制在含氧的物質一樣。好了,今天小編就給大家介紹到這裡,如果你也有好的想法,不妨在下方評論區內給我留言吧!