kwasy i zasady

Chemia

2022

Wyjaśniamy czym są kwasy i zasady, ich charakterystyką, wskaźnikami i przykładami. Jaka jest reakcja neutralizacji.

Substancje o pH mniejszym niż 7 są kwaśne, a te o pH większym niż 7 są zasadami.

Czym są kwasy i zasady?

Kwas jest tym substancja chemiczna w stanie ustąpić protony (H +) do innej substancji chemicznej. Podstawą jest ta substancja chemiczna zdolna do wychwytywania protonów (H +) z innej substancji chemicznej.

Istnieją jednak dwie podstawowe teorie wyjaśniające, czym są kwasy i zasady: teoria Arrheniusa i teoria Brönsteda-Lowry'ego.

Zgodnie z teorią Arrheniusa:

Kwas to substancja, która w roztworze wodnym oddaje protony (H+). Oznacza to, że jest to substancja obojętna, która po rozpuszczeniu w wodzie dysocjuje na jej jony zgodnie z następującymi: reakcja przedstawiciel:

Na przykład: kwas solny (HCl)

Zasada to substancja, która w roztworze wodnym oddaje jony OH–. Na przykład: wodorotlenek sodu (NaOH)

Teoria ta ma swoje ograniczenia, ponieważ według niej związki te są definiowane tylko w roztworze wodnym, a nie w innych ośrodkach. Ponadto nie wyjaśnia związków takich jak amoniak (NH3), który jest zasadą, ale ponieważ nie zawiera w swoim składzie OH–, nie spełnia definicji zasady Arrheniusa.

Do tego wszystkiego potrzebna była nowa teoria, aby lepiej wyjaśnić pojęcia kwasu i zasady. Tak więc później Brönsted i Lowry opracowali nową teorię, która obejmuje zasady Arrheniusa, ale nie tylko w roztworze wodnym, a zatem jest o wiele bardziej wszechstronna.

Zgodnie z teorią Brönsteda-Lowry'ego:

Zgodnie z tą teorią kwas to substancja chemiczna zdolna do oddawania protonów (H+) innej substancji chemicznej, a zasada to ta substancja chemiczna zdolna do wychwytywania protonów (H+) z innej substancji chemicznej.

Zgodnie z tą teorią reakcja kwasowo-zasadowa jest równowagą, którą można wyrazić jako:

Gdzie HA zachowuje się jak kwas, ponieważ oddaje proton H +, aby pozostać jako A–. Z drugiej strony B zachowuje się jak zasada, ponieważ przechwytuje proton H +, aby stać się HB +.

Niektóre substancje mogą jednocześnie zachowywać się jak kwasy i zasady i mówi się, że są amfoteryczne. Zależy to od środowiska, w którym się znajdują lub z którym reagują. Przykładem tego typu substancji jest woda:

W pierwszym równaniu woda wychwytuje proton H +, zachowując się jak zasada i stając się H3O +. W równaniu woda oddaje proton H +, zachowując się jak kwas i stając się OH–.

Najwyraźniej w obu teoriach kwasy i zasady mają różne proporcje jonów wodorowych (H+). To decyduje o jego kwasowości (w przypadku kwasów) lub zasadowości lub zasadowości (w przypadku zasad).

ten pH jest wielkością używaną do pomiaru kwasowości lub zasadowości roztworu, to znaczy wskazuje stężenie obecnych w nim jonów wodorowych.

  • Kwasy. Substancje o pH od 0 do 6.
  • Neutralny Substancja o pH 7 (woda).
  • Zasady / zasady. Substancje o pH od 8 do 14.

Im niższe pH substancji, tym wyższy stopień kwasowości. Na przykład czysty HCl ma pH bliskie 0. Z drugiej strony, im wyższe pH substancji, tym wyższy stopień jej zasadowości. Na przykład soda kaustyczna ma pH równe 14.

Charakterystyka kwasów i zasad

Zarówno kwasy, jak i zasady mogą istnieć jako płyny, solidny lub gazy. Z drugiej strony mogą istnieć jako czyste substancje lub rozcieńczony, zachowując wiele swoich właściwości.

Różnica w pH jest najbardziej zauważalną cechą każdego z nich. Gdy wartość pH związku osiąga jedną ze skrajnych wartości, oznacza to, że związek ten jest wysoce niebezpieczny dla większości materii, zarówno organiczny, Co nieorganiczny.

Kwasy i zasady mają różne właściwości fizyczne:

Kwasy

  • Mają kwaśny smak (np. kwas obecny w różnych owocach cytrusowych).
  • Są silnie żrące i mogą powodować chemiczne oparzenia skóry lub uszkodzenia dróg oddechowych, jeśli ich gazy są wdychane.
  • Są dobrymi dyrygentami Elektryczność w roztworach wodnych.
  • Reagują z metale produkcja soli i wodoru.
  • Reagują z tlenkami metali, tworząc sól i Woda.

Bazy

  • Mają charakterystyczny gorzki smak.
  • Są dobrymi przewodnikami prądu elektrycznego w rozwiązania wodnisty.
  • Działają drażniąco na skórę: rozpuszczają tłuszcz skórny i mogą niszczyć materię organiczną poprzez działanie żrące. Jego oddechowy jest również niebezpieczny.
  • Mają mydlany dotyk.
  • Są rozpuszczalne w wodzie.

Kwasy i zasady w życiu codziennym

Kwas akumulatorowy tworzy sól w reakcji z metalami.

Obecność kwasów i zasad w naszym codziennym życiu jest obfita. Na przykład w bateriach naszych urządzeń elektronicznych zwykle znajdują się Kwas Siarkowy. Z tego powodu, gdy ulegną uszkodzeniu i ich zawartość zostanie wlana do aparatu, reagują z metalem elektrod i tworzą białawą sól.

Są też łagodne kwasy, z którymi mamy do czynienia na co dzień, takie jak kwas octowy (ocet), kwas acetylosalicylowy (aspiryna), kwas askorbinowy (witamina C), kwas węglowy (obecny w napojach gazowanych), kwas cytrynowy (obecny w owocach cytrusowych) czy kwas solny (sok żołądkowy, który wydziela nasz żołądek, aby rozpuścić pokarm).

Jeśli chodzi o bazy, wodorowęglan sodu jest używany do pieczenia, jako dezodorant oraz w różnych środkach na zgagę. Inne powszechnie stosowane bazy to węglan sodu (detergent), podchloryn sodu (wybielacz), wodorotlenek magnezu (środek przeczyszczający) i wodorotlenek wapnia (wapno budowlane).

Wskaźniki kwasów i zasad

Sposobem na odróżnienie związku kwasowego od zasadowego jest pomiar jego wartości pH. Obecnie istnieje wiele metod pomiaru pH substancji.

  • Korzystanie ze wskaźników kwasowo-zasadowych. Wskaźniki to związki, które zmieniają się od kolor zmieniając pH roztworu, w którym się znajdują. Na przykład fenoloftaleina jest cieczą, która zmienia kolor na różowy po dodaniu do bazy i staje się bezbarwna po dodaniu do kwasu. Innym przykładem jest papierek lakmusowy, który zanurza się w roztworze i jeśli zmieni kolor na czerwony lub pomarańczowy to będzie to substancja kwaśna, a jeśli zrobi się ciemna będzie to roztwór zasadowy.
  • Za pomocą potencjometru lub miernika pH. Istnieją urządzenia elektroniczne, które bezpośrednio podają nam wartość pH roztworu.

Reakcja neutralizacji

Reakcja neutralizacji lub (reakcja kwasowo-zasadowa) to a Reakcja chemiczna Co się dzieje, gdy te dwa rodzaje związków zostaną zmieszane, otrzymując w zamian sól i określoną ilość wody. Te reakcje są zwykle egzotermiczny (generują ciepło), a jego nazwa wzięła się stąd, że właściwości kwasowe i zasadowe wzajemnie się znoszą.

Aby sklasyfikować reakcje neutralizacji, ważna jest znajomość rodzajów kwasów i zasad.

  • Silny kwas. Jest kwasem, który w roztworze wodnym jest całkowicie zjonizowany, czyli całkowicie przekształcony w jony które tworzą jego cząsteczkę. Na przykład: HCl (wodny), HBr (wodny), H2SO4 (wodny).
  • Mocna podstawa. Jest to zasada, która w roztworze wodnym jest całkowicie zjonizowana, czyli całkowicie przekształcona w jony tworzące jej cząsteczkę. Na przykład: NaOH (aq), LiOH (aq), KOH (aq).
  • Słaby kwas. Jest to kwas, który w roztworze wodnym ulega częściowej jonizacji, to znaczy nie ulega całkowitej przemianie w jony tworzące jego cząsteczkę. Dlatego stężenie jonów w roztworze tego typu kwasu jest mniejsze niż w silnym. Na przykład: kwas cytrynowy, kwas węglowy (H2CO3)
  • Słaba podstawa. Jest to zasada, która w roztworze wodnym jest częściowo zjonizowana. Oznacza to, że NIE jest całkowicie przekształcony w jony, które tworzą jego cząsteczkę. Dlatego stężenie jonów w roztworze tego typu zasady jest mniejsze niż w mocnej. Na przykład: amoniak (NH3), wodorotlenek amonu (NH4OH)

Reakcje neutralizacji mogą zachodzić na cztery sposoby, w zależności od właściwości ich odczynników:

  • Mocny kwas i mocna zasada. Najliczniejszy odczynnik pozostanie w roztworze w stosunku do drugiego. pH powstałego roztworu będzie zależeć od tego, który odczynnik jest większy proporcja.
  • Słaby kwas i mocna zasada. Otrzyma się roztwór o zasadowym pH, zasada pozostanie w roztworze.
  • Mocny kwas i słaba zasada. Kwas jest neutralizowany, a proporcja kwasu pozostaje w roztworze, w zależności od stopnia stężenia kwasu. pH powstałego roztworu jest kwaśne.
  • Słaby kwas i słaba zasada. Wynik będzie kwaśny lub zasadowy, w zależności od stężeń odczynników.

Przykłady kwasów i zasad

Kwasy

    • Kwas solny (HCl)
    • Kwas siarkowy (H2SO4)
    • Kwas azotowy (HNO3)
    • Kwas nadchlorowy (HClO4)
    • Kwas mrówkowy (CH2O2)
    • Kwas bromowy (HBrO3)
    • Kwas borowy (H3BO3)
    • Kwas octowy (C2H4O2)

Bazy

  • Soda kaustyczna (NaOH)
  • Wodorotlenek wapnia (Ca (OH) 2)
  • Amoniak (NH3)
  • Wodorowęglan sodu (NaHCO3)
  • Wodorotlenek potasu (KOH)
  • Podchloryn sodu (NaClO)
  • Fluorek wapnia (CaF2)
  • Wodorotlenek baru (Ba [OH] 2)
  • Wodorotlenek żelaza (III) (Fe [OH] 3)
!-- GDPR -->