Главная страница | Контакты | Случайная страница Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Глава 6. Растворы

Современная наука с ее методами математического измерения должна была, как показывает пример Бэкона, отвоевывать пространство для своих собственных конструктивных планов как раз у порождаемых языком предубеждений и наивной телеологии языка.

C другой стороны, позитивная существенная связь между фактичностью языка и способностью человека к науке. Это особенно ясно видно на примере античной науки, чье происхождение из языкового опыта мира составляет ее специфическое отличие и ее специфическую слабость. Чтобы преодолеть ее слабость, ее наивный антропоцентризм, cовременной науке пришлось пожертвовать и ее отличием, ее включенностью в естественное человеческое отношение к миру. Это может быть очень хорошо проиллюстрировано понятием теории. То, что в современной науке называется теорией, не имеет, как кажется уже почти ничего общего с той созерцательно-познавательной позицией, c которой греки воcпринимали мировой порядок. Cовременная теория есть конструктивное средство, позволяющее на обобщать опыт и создающее возможность овладения этим опытом.

Как говорит сам язык, мы строим теории. Этим уже подразумевается, что одна теория отменяет и что каждая изначала претендует лишь на относительную значимость именно до тех пор, пока не будет найдено ничего лучшее.

Античная «теорийа» не была в этом смысле средством; она сама была целью, высшей степенью человеческого бытия. Тем не менее существует тесная взаимосвязь между античной и современной наукой. И там и здесь теоретическая установка означает преодоление практически-прагматическго интереса, рассматривающего все происходящее в совете собственных намерений и целей. Аристотель сообщает нам, что теоретическая жизненная позиция могла возникнут лишь там, где уже имелось все необходимое для удовлетворения простых жизненных потребностей. Также и современная теоретическая наука обращается со своими вопросами к природе отнюдь не ради каких то определенных практических целей. Хотя и верно что уже способ постановки ее вопросов, ее исследований направлен на покорение сущего и постольку сам по себе должен быть назван практическим, - однако для сознания отдельного ученного практическое применение его познаний вторично в том смысле, что хотя оно и вытекает из этих познаний, однако лишь задним числом, как что тот кто познает что -либо, не обязан знать, к чему может быть применено познанное им.

Несмотря на это при всех соответствиях, различие сказывается уже в значении слов теория, теоретическое. В современном словоупотреблении теоретическое оказывается почти привативным понятием. Нечто является лишь теоретическим, если она не обладает обязательностью цели, определяющей наши действия. И наоборот, cами разрабатываемые здесь теории определяются конструктивной идеей, то есть само теоретическое познание рассматривается с точки зрения сознательного овладения сущим: не как цель, но как средство. Теория в античном смысле есть нечто совершенно иное. Здесь не просто созерцается существующий порядок как таковой, но теория означает, cверх того, участие созерцателя в самом целостном порядке бытия.

Подлинным основанием этого различия между греческой теорией и современной наукой является, на мой взгляд, различное отношение к языковому опыту мира. Греческое знание, как мы подчеркивали выше было до такой степени укоренено в этом опыте, до такой степени подвержено языковым соблазнам, что его борьба с властью слов так и не привела к созданию идеала чистого языка знаков, полностью преодолевающего власть слов, как это произошло в случае современной науки с ее направленностью на овладение сущим.

Как буквенная символика, используемая Аристотелем в логике, так пропорционально-относительный способ описания двигательных процессов, к которому он прибегает в физике, есть очевидным образом, нечто совсем иное, чем то применение которое получила математика в XVII столетии.

Обращаясь к истокам науки у греков, это ни в коем случае нельзя упускать из виду.

Прошли наконец те времена, когда можно было использовать современные научные методы как единый масштаб, позволяющий интерпретировать Платона с точки зрения Канта, идею с точки зрения закона природы (неокантианство) или рассматривать учение Демокрита как первую, хотя и неудавшуюся попытку истинного (механического) познания природы.

Уже принципиальное преодоление точки зрения рассудка у Гегеля с помощью идеи жизни показывает границы такого подхода. Хайдеггер же, как мне кажется нашел в бытии и времени такую точку зрения, которая позволяет мыслить как различие между греческой и современной наукой, как и то что их связывает. Выдвинув понятие наличности (vorhandenheit) как некоего недостаточного модуса бытия, познав неистинную подоплеку классической метафизики и ее завершения в идее субъективности нового времени, он открыл действительную онтологическую связь между греческой (теорией) и современной наукой. В перспективе его временной интерпретации бытия классическая метафизика в целом оказывается онтологией наличного, а современная наука, cама о том не подозревая - ее наследницей.

Разумеется в самой греческой теории присутствовали еще и другие моменты. Теория постигает не столько наличное, cколько само дело, еще обладавшее достоинством вещи.

Что опыт вещи имеет так же мало общего с простым установлением чистого наличествования, как и с опытом как называемых эмпирических наук, подчеркивал позднее и сам Хайдеггер.

Достоинство вещи, как и фактичность языка должно быть таким образом, освобождено от предубеждения против онтологии наличного, а следовательно, и от понятия объективности.

Мы исходим из того, что в языковом оформлении человеческого опыта мира происходит не измерение или учет наличествующего, но обретает голос само сущее в том виде, в каком оно в качестве сущего и значимого являет себя человеку. Именно в этом - а не в методологическом идеале рациональной конструкции, господствующем в современной математической науке, - узнает себя осуществляемое в науках о духе понимание.

Если выше мы использовали для характеристики способа осуществления действенно - исторического сознания понятия его языковой природы, то причина этого в том, что языковой характер имеет человеческий опыт мира вообще. Cколь мало (мир) опредмечивается в этом опыте, cтоль же мало история воздействий является предметом герменевтического сознания.

Глава 6. Растворы

6.6. Кислотно-основные свойства химических соединений window.top.document.title = "6.6. Кислотно-основные свойства химических соединений";

Любое вещество в определенных условиях может проявлять свойства кислоты и основания по отношению к какому-либо другому веществу, включая и растворитель.

Со времен Аррениуса, по определению которого кислоты в водных растворах диссоциирует на ионы водорода и анионы, а основания диссоциируют на гидроксид-ионы и катионы, круг веществ, участвующих в реакциях кислотно-основного равновесия, значительно расширился. Общепринятными считаются протонная теория Бренстеда–Лоури и электронная теория Льюиса.

Протонная теория Бренстеда–Лоури применима лишь к протонсодержащим или протонприсоединяющим веществам. Согласно этой теории кислотой называется вещество, способное быть донором протонов, а основанием – вещество, которое может присоединить (акцептировать) протон:

По определению, HAn – кислота, An^– – основание, сопряженное с этой кислотой. Любой кислоте соответствует сопряженное с ней основание.

Любое кислотно-основное равновесие включает взаимодействие двух пар сопряженных кислот и оснований.

1

Рисунок 6.7

В определенных условиях многие вещества могут вести себя как кислота или как основание. Эти два понятия неразделимы, а потому правильнее говорить о кислотно-основных свойствах данного вещества.

В соответствии с законом действующих масс константы равновесия реакций протолиза сопряженных кислот и оснований в воде связаны между собой простым соотношением

Перемножив константы сопряженных кислот и оснований, получим

Заменив активности и на равновесные концентрации, получим

Произведения констант диссоциации сопряженных кислот и оснований в водных растворах равно ионному произведению воды. По известным K _K(K _осн) можно легко найти значения сопряженных K _В.

Электронная теория Льюиса допускает, что участие в кислотно-основном равновесии протона необязательно, поэтому ее называют апротонной. Согласно апротонной (электронной) теории, кислотой называется вещество, способное присоединять электронную пару, а основанием – вещество, способное отдавать электронную пару.

При взаимодействии донора электронной пары: NF₃ (кислота) и акцептора электронной пары BF₃ (основание) образуется более устойчивое электронное окружение (октет) за счет донорно-акцепторной (двухэлектронной двухцентровой) связи.

2

Рисунок 6.8

Ни кислота, ни основание протонов не содержат.

Эта концепция расширяет границы веществ, проявляющих кислотно-основные свойства, включая в себя протонотдающие и протонприсоединяющие системы.

В периоде сила кислородсодержащей кислоты растет с увеличением заряда и с уменьшением радиуса иона кислотообразующего элемента:

Для одного и того же элемента константа диссоциации различных кислот возрастает по мере увеличения степени окисления кислотообразующего элемента примерно на пять порядков каждый раз.

В пределах одной группы элементов сила кислоты уменьшается по мере увеличения радиуса кислотообразующего элемента:

Для многоосновных кислот способность к депротонизации уменьшается по мере увеличения отрицательного заряда аниона:

При этом константа диссоциации каждой последующей ступени уменьшается примерно на пять порядков:

На состояние динамического равновесия, в котором находится раствор слабого электролита, сильно влияет присутствие одноименного иона. Так, диссоциация уксусной кислоты протекает по схеме

и для этой реакции

Прибавление к раствору уксусной кислоты ее соли (CH₃COONa → CH₃COO^– + Na⁺) резко увеличивает концентрацию ионов CH₃COO^– и смещает равновесие в сторону образования недиссоциированных молекул кислоты. Ее диссоциация теперь пренебрежимо мала, и концентрация недиссоциированных молекул почти равна концентрации кислоты, тогда при [CH₃COOH] = [кислота], и [CH₃COO^–] = [соль] концентрация H⁺ равна

или

Следовательно, концентрация ионов H⁺ этого раствора будет определяться соотношением концентраций кислоты и соли, взятых для его приготовления.

Рассуждая аналогичным образом, можно вывести уравнения для раствора слабого основания и его соли (NH₃∙H₂O и NH₄Cl):

или

Из предыдущих уравнений видно, что концентрация ионов водорода при разбавлении сохраняется, ибо отношения [кислота]: [соль], [соль]: [основание] остаются постоянными. Добавление к такой смеси кислоты или щелочи приводит к связыванию избыточных ионов H⁺ анионами, а OH^– – катионами. Это смещает равновесие диссоциации слабого электролита, в результате чего концентрация H⁺ практически не меняется. Растворы, содержащие смесь слабого электролита и его соли, сохраняющие характерные для него значения pH при разбавлении, добавлении сильных кислот или щелочей, называются буферными.

Модель 6.8. Титрование

Если к одному литру ацетатного буфера, содержащего по 0,1 моля уксусной кислоты (K = 1,86 · 10^–5) и ее соли, имеющего [H⁺] = 1,86 ∙ 10^–5, pH 4,73, добавить 10 мл HCl (0,01 моля), то в результате реакции

концентрация кислоты увеличится, а соли уменьшится на 0,01 моля; тогда

Добавление такого же количества щелочи приведет к увеличению [CH₃COO^–]:

Тогда

Следовательно, и в том, и в другом случае pH буферного раствора изменится на 0,09. Легко подсчитать, что добавление к 1 л воды 0,01 моля HCl или NaOH изменит pH на 5 единиц. Действительно, если в воде pH равно 7, то концентрация [H⁺]HCl с C _M(HCl) = 0,01 моль∙л^–1, то есть pH = 2; в NaOH с C _M(HCl) = 0,01 моль∙л^–1 pOH = 2, pH = 12.

Однако буферные растворы сохраняют постоянство pH только до прибавления определенного количества сильной кислоты или щелочи, то есть буферные растворы обладают определенной «емкостью».

Буферная емкость определяется количеством эквивалентов сильной кислоты или основания, которые необходимо добавить к 1 л буферного раствора, чтобы изменить его pH на единицу.

Очевидно, чем более концентрированный буферный раствор, тем больше его буферная емкость.