现代酸碱理论在有机化学中的应用

简要介绍现代酸碱理论的建立及其基本概念。现代酸碱理论包括了Brφnsted-Lowry酸碱理论、Lewis酸碱理论、HSAB理论和超酸理论。举例介绍了与物理有机化学、有机合成、有机催化等领域相关的现代酸碱理论的广泛应用。     

基于热成像仪从能量视角辨观化学反应*

“能量”是学生认识化学变化的重要维度,本实验借助手持红外热成像仪“看到”化学反应中的能量变化。在实验中通过拍摄等量的不同酸溶液与氢氧化钠溶液混合反应时的热成像图,从“温度”高低间接反映出热量变化,从宏观的能量变化建立模型,推理微观的成键、断键等过程,探究酸碱中和反应过程的放热以及弱酸电离过程的吸热,并培养学生的证据推理能力和科学探究意识。     

α-Fe_2O_3,γ-Al_2O_3纳米粒子及其混合体系酸碱性质及对重金属离子的吸附行为

运用自动电位滴定技术分别研究了在纳米α-Fe2O3,γ-Al2O3单一体系及其混合体系中矿物表面的酸碱性质。依据表面配位理论恒电容模式,计算了相应的表面酸碱配位常数。实验和计算结果表明,按照等表面积原则混合α-Fe2O3、γ-Al2O3纳米粒子得到混合体系,其表面化学反应并非是单一体系的简单叠加,而是存在着不同矿物表面间复杂的交互作用。其表面酸碱性质和吸附重金属离子的行为可以用单表面模型拟合,混合体系表面反应平衡模式和相应的酸碱反应平衡常数分别为:≡XOH+H+≡XOH2+lgK1=4.04≡XOH≡XO-+H+lgK2=-9.20根据重金属离子Cu2+、Pb2+、Zn2+在α-Fe2O3/γ-Al2O3混合体系表面的吸附行为,计算得出Cu2+、Pb2+、Zn2+在混合体系固体表面的配位反应平衡常数如下:≡XOH+M2+≡XOM++H+lgK=-2.50、-2.25、-3.75(M=Cu、Pb、Zn)     

Structural characterization of a completely alkyl-substituted Al-Sb Lewis acid-base adduct

The Lewis acid-base adduct t-Bu₃Al-SbMe₃ (1), which was synthesized by reaction of equimolar amounts of t-Bu₃Al and trimethylstibine SbMe₃, was characterized by multinuclear NMR (¹H, ¹³C) spectroscopy, elemental analyses as well as by single crystal X-ray diffraction.     

滴定分析的终点误差随待测物浓度及反应平衡常数单调变化之商榷

为了获得滴定分析的终点误差随待测物浓度、反应平衡常数这两个因素变化的准确规律,推导了有别于林邦终点误差公式的终点误差计算式,根据该式可以判断每个因素对计算结果的影响,结合在配位滴定分析和酸碱滴定分析的具体应用,结果发现：这两个因素其大小的变化不会一定导致终点误差绝对值的单调变化。     

水滑石负载钯催化剂上的醇无氧脱氢反应

 研究了多种载体负载 Pd 催化剂上苯甲醇无氧脱氢反应. 结果发现, 以兼具较强酸性和碱性的水滑石 (HT) 为载体时, Pd 催化剂具有优异的苯甲醇转化活性和苯甲醛选择性, 当 Pd 含量为 0.32%~0.55% 时催化性能最佳. Pd/HT 催化剂可重复使用, 且对于含推电子取代基的芳香醇、2-噻吩甲醇、α,β-不饱和醇与环状脂肪醇等的直接脱氢反应均具有较好催化性能. HT 表面的 Pd(II) 物种反应后转变为平均粒径为 2.0~2.5 nm 的 Pd 纳米粒子或纳米簇. 具有较高分散度的 Pd(II) 物种易转变为较小的 Pd 纳米粒子, 从而具有较佳的催化性能. 本文推测, 催化剂表面的碱性位可促进苯甲醇 O–H 键的活化, 形成 Pd-苯甲氧基中间体, 该中间体进一步脱氢生成苯甲醛和 Pd-H 物种; 而催化剂表面的质子酸位可与 Pd-H 作用, 促进 H2 的脱除.     

An experimental comparison between the aqueous pH scale and the electron donicity scale

We have made an experimental comparison of the aqueous pH scale with the Lewis base donicity scale. This requires an indicator that can function in both kinds of system. We find that the zeta-potential zero charge point for certain oxide materials provides a suitable indicator. The materials are: SiO₂, Al₂O₃, TiO₂, and MgO. For each material, we measure the zeta potential in aqueous media as a function of pH. In each case, the zeta potential varies systematically with pH, and changes sign at some value of pH, that we refer to as the zero charge point. We then do similar measurements in a series of organic liquids having different donicities. In this case, the zeta potential varies systematically with the donicity and may change sign. In such cases, we determine the donicity that corresponds to the zero charge point. For a given oxide material, we can then relate a zero charge point on the pH scale to one on the donicity scale. This gives us a consistent experimental alignment of the pH and donicity scales, relative to one another. We compare our results with thermodynamic data, relating to the pH scale, and the hydrogen electrode, and find good agreement.     

Fluorescent properties and symmetry of the monodeprotonated form of 5,10,15,20-tetrakis-(4-N-methylpyridyl)-porphyrin

The spectral and kinetic properties of the monodeprotonated form of the cationic 5,10,15,20-tetrakis(4-Nmethylpyridyl) porphyrin (H₂TMPyP) in solution are studied. The experimental results obtained are interpreted based on the four-orbital Gouterman model. It is established that the monodeprotonated form HTMPyP⁻ can be assigned to the D4h symmetry point group, and has spectral and photophysical characteristics similar to the characteristics of the fluorescent metal complexes of H₂TMPyP with relatively low electronegativity of the chelated metal ion. It is hypothesized that formation of the monodeprotonated form HTMPyP⁻ is accompanied by a decrease in the oxidation potential of the porphyrin molecule. __________ Translated from Zhurnal Prikladnoi Spektroskopii, Vol. 73, No. 5, pp. 613–619, September–October, 2006.     

反相气相色谱法表征聚丁二烯橡胶的表面性质

采用反相气相色谱技术测定了聚丁二烯橡胶的表面性质。以正己烷、正庚烷、正辛烷、正壬烷作为非极性探针测定其表面色散自由能,以二氯甲烷、三氯甲烷、丙酮、乙酸乙酯、乙醚和四氢呋喃作为极性探针测定其路易斯酸碱常数。经计算得出聚丁二烯橡胶在303、313、323、333和343 K的表面色散自由能分别为47.07、46.46、45.85、45.60和45.09 mJ/m2。结果表明,聚丁二烯橡胶表面色散自由能随着温度的升高呈线性降低,路易斯酸常数Ka为0.34,碱常数Kb为1.77,总酸碱作用能力2.11,该聚合物为弱碱性Lewis两性聚合物材料。此外还计算出聚丁二烯橡胶的酸碱作用吸附自由能（~ΔGsa）和吸附焓（~ΔHsa）。     

肺在酸碱平衡紊乱调节中的数学模型建立

将血浆中[HCO3-]作为自变量、△PaCO2/△[HCO3-]作为因变量,对酸碱平衡紊乱中肺的缓冲作用进行了量化处理并初步建立了数学模型.利用两者间的函数关系,看到:代谢性酸中毒时,随着血浆中[HCO3-]值越来越小,△PaCO2/△[HCO3-]的变化率也越来越小;代谢性碱中毒时,随着血浆中[HCO3-]值越来越大,△PaCO2/△[HCO3-]的变化率越来越小.这一结果完全符合生物学规律.提示这一数学模型对研究酸碱平衡紊乱时,肺代偿调节机制、代偿强度等情况有一定的意义.