Укажите частицы, которые проявляют только свойства кислот по теории Бренстеда

Задание связано с темой кислотно-основных взаимодействий и теориями кислот и оснований.

Здесь рассматривается теория Брёнстеда-Лоури (также известная как теория Брёнстеда), которая расширяет классические представления об кислотах и основаниях, опираясь на способность соединений отдавать или принимать протоны (H⁺).

Определим теорию Брёнстеда:

• По теории Брёнстеда, кислота — это частица, которая является донором протонов (отдаёт H⁺), а основание — акцептором протонов (принимает H⁺).

Теперь рассмотрим каждую частицу из задания:

1. NH₃•H₂O (аммиак в воде):

Аммиак (NH₃) в воде образует аммоний (NH₄⁺) и гидроксид-ионы (OH⁻):

\[ NH₃ + H₂O \leftrightarrow NH₄⁺ + OH⁻. \]

Здесь NH₃ выступает основанием, принимая протон (H⁺) от воды, которая в свою очередь ведет себя как кислота, отдавая этот протон. Значит, это не частица, связывающаяся исключительно с кислотными свойствами, так как аммиак проявляет в этом процессе основные свойства.

Вывод:

Эта частица не является однозначно кислотой по Брёнстеду.

2. NH₄⁺ (ион аммония):

Ион аммония (NH₄⁺) — это уже протонированный аммиак. Он может отдавать протон:

\[ NH₄⁺ \longrightarrow NH₃ + H⁺. \]

Таким образом, NH₄⁺ проявляет свойства кислоты по Брёнстеду, так как он действует как донор протона.

Вывод:

NH₄⁺ является кислотой по Брёнстеду.

3. SO₃•H₂O (сульфит оксид в воде):

SO₃ (сернистый ангидрид) при растворении в воде образует сернистую кислоту (H₂SO₃):

\[ SO₃ + H₂O \longrightarrow H₂SO₃. \]

Здесь мы видим образование кислоты, так что SO₃ является кислотным ангидридом, но не самой кислотой по Брёнстеду. В данном виде SO₃ не может самостоятельно отдать протон.

Вывод:

SO₃•H₂O не является исключительно кислотой по Брёнстеду.

4. HSO₃⁻ (гидросульфит-ион):

HSO₃⁻ — это гидросульфит-ион, который образует равновесие в водном растворе. Он является кислотой по Брёнстеду, так как может отдавать протон и превращаться в SO₃²⁻:

\[ HSO₃⁻ \longrightarrow SO₃²⁻ + H⁺. \]

Таким образом, HSO₃⁻ является кислотой, потому что работает в качестве донора протона.

Вывод:

HSO₃⁻ является кислотой по Брёнстеду.

5. SO₃ (сернистый ангидрид):

SO₃ как самостоятельное соединение — это оксид (ангидрид), и при взаимодействии с водой образует кислоту, как мы уже выяснили. Однако сам по себе SO₃ не может отдать протон и поэтому не проявляет кислотных свойств в контексте теории Брёнстеда.

Вывод:

SO₃ не является кислотой по Брёнстеду.

Окончательный вывод:

Только следующие частицы проявляют свойства кислот по теории Брёнстеда:

• NH₄⁺ (ион аммония)
• HSO₃⁻ (гидросульфит-ион)