kisline in baze

Kemija

2022

Pojasnimo, kaj so kisline in baze, njihove značilnosti, indikatorje in primere. Prav tako, kakšna je reakcija nevtralizacije.

Snovi s pH manj kot 7 so kisle, tiste s pH večjim od 7 pa bazne.

Kaj so kisline in baze?

Kislina je to kemična snov sposoben dati protoni (H +) na drugo kemikalijo. Osnova je tista kemična snov, ki je sposobna ujeti protone (H +) iz druge kemične snovi.

Vendar pa obstajata dve temeljni teoriji, ki pojasnjujeta, kaj so kisline in baze: Arrheniusova teorija in Brönsted-Lowryjeva teorija.

Po Arrheniusovi teoriji:

Kislina je snov, ki oddaja protone (H+) v vodni raztopini. To pomeni, da je nevtralna snov, ki, ko je raztopljena v vodi, disociira na svoje ione v skladu z naslednjim: reakcija predstavnik:

Na primer: klorovodikova kislina (HCl)

Baza je snov, ki oddaja ione OH– v vodni raztopini. Na primer: natrijev hidroksid (NaOH)

Ta teorija ima svoje omejitve, saj so po njej te spojine definirane samo v vodni raztopini in ne v drugih medijih. Poleg tega ne pojasnjuje spojin, kot je amoniak (NH3), ki je baza, a ker v svoji sestavi nima OH–, ne ustreza Arrheniusovi definiciji baze.

Za vse to je bila potrebna nova teorija za boljšo razlago konceptov kisline in baze. Tako sta pozneje Brönsted in Lowry razvila novo teorijo, ki vključuje Arrheniusove principe, vendar ni mišljena samo v vodni raztopini, zato je veliko bolj obsežna.

Po teoriji Brönsted-Lowryja:

Po tej teoriji je kislina kemična snov, ki je sposobna predati protone (H +) drugi kemični snovi, baza pa je tista kemična snov, ki je sposobna ujeti protone (H +) iz druge kemične snovi.

Po tej teoriji je kislinsko-bazna reakcija ravnovesje, ki se lahko izrazi kot:

Kjer se HA obnaša kot kislina, saj odda proton H +, da ostane kot A–. Po drugi strani se B obnaša kot baza, saj zajame proton H + in postane HB +.

Nekatere snovi se lahko hkrati obnašajo kot kisline in baze in naj bi bile amfoterne. To je odvisno od okolja, v katerem so oziroma s kom reagirajo. Primer te vrste snovi je voda:

V prvi enačbi voda zajame proton H +, ki se obnaša kot baza in postane H3O +. Medtem ko je v enačbi, voda odda proton H +, ki se obnaša kot kislina in postane OH–.

Očitno imajo v obeh teorijah kisline in baze različne deleže vodikovih ionov (H +). To določa njegovo kislost (pri kislinah) ali njegovo alkalnost ali bazičnost (v primeru baz).

The pH je velikost, ki se uporablja za merjenje kislosti ali alkalnosti raztopine, to pomeni, da kaže koncentracijo vodikovih ionov, prisotnih v njej.

  • kisline. Snovi s pH od 0 do 6.
  • Nevtralen Snov s pH 7 (voda).
  • Baze / alkalije. Snovi s pH od 8 do 14.

Nižji kot je pH snovi, višja je njena kislost. Na primer, čisti HCl ima pH blizu 0. Po drugi strani, višji kot je pH snovi, večja je njena stopnja alkalnosti. Na primer, kavstična soda ima pH enak 14.

Značilnosti kislin in baz

Tako kisline kot baze lahko obstajajo kot tekočine, trdna oz plini. Po drugi strani pa lahko obstajajo kot čiste snovi ali razredčeno, s čimer se ohranijo številne njegove lastnosti.

Razlika v pH je najbolj opazna lastnost vsakega od njih. Ko pH vrednost spojine doseže enega od svojih ekstremov, to pomeni, da je ta spojina zelo nevarna za večino snovi, tako organski, Kaj anorganski.

Kisline in baze imajo različne fizikalne lastnosti:

kisline

  • Imajo kisel okus (na primer: kislina, prisotna v različnih citrusih).
  • So zelo jedke in lahko pri vdihavanju njihovih plinov povzročijo kemične opekline kože ali poškodbe dihal.
  • So dobri dirigenti elektrika v vodnih raztopinah.
  • Reagirajo z kovine proizvodnjo soli in vodika.
  • Reagirajo s kovinskimi oksidi in tvorijo sol in Voda.

Osnove

  • Imajo značilen grenak okus.
  • So dobri prevodniki električne energije rešitve voden.
  • Dražijo kožo: raztapljajo kožno maščobo in lahko zaradi jedkega učinka uničijo organske snovi. Njegovo dihanje je tudi nevarno.
  • Imajo milni pridih.
  • So topni v vodi.

Kisline in baze v vsakdanjem življenju

Akumulatorska kislina tvori sol z reakcijo s kovinami.

Prisotnost kislin in baz v našem vsakdanjem življenju je obilna. Na primer, običajno so znotraj baterij naših elektronskih naprav žveplova kislina. Iz tega razloga, ko se poškodujejo in se njihova vsebina vlije v aparat, reagirajo s kovino elektrod in ustvarijo belkasto sol.

Obstajajo tudi blage kisline, s katerimi vsakodnevno ravnamo, kot npr ocetna kislina (kis), acetilsalicilna kislina (aspirin), askorbinska kislina (vitamin C), ogljikova kislina (prisotna v gaziranih gaziranih pijačah), citronska kislina (prisotna v citrusih) ali klorovodikova kislina (želodčni sok, ki ga naš želodec izloča za raztapljanje hrane).

Kar zadeva baze, se natrijev bikarbonat uporablja za peko, kot dezodorant in v različnih sredstvih proti zgagi. Druge pogosto uporabljene baze so natrijev karbonat (detergent), natrijev hipoklorit (čistilno belilo), magnezijev hidroksid (odvajalo) in kalcijev hidroksid (gradbeno apno).

Indikatorji kislin in baz

Razločiti med kislo spojino in bazično spojino je z merjenjem njene pH vrednosti. Danes obstaja veliko metod za merjenje pH snovi.

  • Uporaba kislinsko-baznih indikatorjev. Indikatorji so spojine, ki se spreminjajo iz barva s spreminjanjem pH raztopine, v kateri se nahajajo. Fenolftalein je na primer tekočina, ki postane rožnata, če jo dodamo bazi, in postane brezbarvna, če jo dodamo kislini. Drug primer je lakmusov papir, ki ga potopimo v raztopino in če postane rdeč ali oranžen, bo kisla snov, če postane temen, pa bo bazična raztopina.
  • Z uporabo potenciometra ali pH metra. Obstaja elektronska oprema, ki nam neposredno daje pH vrednost raztopine.

Reakcija nevtralizacije

Reakcija nevtralizacije ali (kislinsko-bazna reakcija) je a kemijska reakcija Kaj se zgodi, ko se ti dve vrsti spojin pomešata, pri čemer dobimo v zameno sol in določeno količino vode. Te reakcije so običajno eksotermni (ustvarjajo toplote) in njegovo ime izvira iz dejstva, da se kislinske in bazne lastnosti medsebojno izničujejo.

Za razvrstitev nevtralizacijskih reakcij je pomembno poznati vrste kislin in baz.

  • Močna kislina. Je kislina, ki je v vodni raztopini popolnoma ionizirana, torej v celoti preoblikovana ioni ki sestavljajo njegovo molekulo. Na primer: HCl (aq), HBr (aq), H2SO4 (aq).
  • Močna podlaga. Je osnova, ki je v vodni raztopini popolnoma ionizirana, torej se popolnoma pretvori v ione, ki sestavljajo njeno molekulo. Na primer: NaOH (vodni), LiOH (vodni), KOH (vodni).
  • Šibka kislina. Je kislina, ki je v vodni raztopini delno ionizirana, torej se ne pretvori v celoti v ione, ki sestavljajo njeno molekulo. Zato je koncentracija ionov v raztopini te vrste kisline nižja kot v močni. Na primer: citronska kislina, ogljikova kislina (H2CO3)
  • Šibka osnova. Je osnova, ki je v vodni raztopini delno ionizirana. To pomeni, da se NI popolnoma pretvori v ione, ki sestavljajo njegovo molekulo. Zato je koncentracija ionov v raztopini te vrste baze nižja kot v močni. Na primer: amoniak (NH3), amonijev hidroksid (NH4OH)

Reakcije nevtralizacije se lahko pojavijo na štiri načine, odvisno od lastnosti njihovih reagentov:

  • Močna kislina in močna baza. Najbolj bogat reagent bo ostal v raztopini glede na drugega. pH dobljene raztopine bo odvisen od tega, kateri reagent je večji razmerje.
  • Šibka kislina in močna baza. Dobimo raztopino bazičnega pH, baza bo ostala v raztopini.
  • Močna kislina in šibka baza. Kislina se nevtralizira in v raztopini ostane delež kisline, odvisno od stopnje koncentracije kisline. pH nastale raztopine je kisla.
  • Šibka kislina in šibka baza. Rezultat bo kisli ali bazičen, odvisno od koncentracij vaših reagentov.

Primeri kislin in baz

kisline

    • klorovodikova kislina (HCl)
    • žveplova kislina (H2SO4)
    • dušikova kislina (HNO3)
    • perklorova kislina (HClO4)
    • mravljinčna kislina (CH2O2)
    • bromova kislina (HBrO3)
    • Borova kislina (H3BO3)
    • ocetna kislina (C2H4O2)

Osnove

  • kavstična soda (NaOH)
  • kalcijev hidroksid (Ca (OH) 2)
  • amoniak (NH3)
  • natrijev bikarbonat (NaHCO3)
  • Kalijev hidroksid (KOH)
  • natrijev hipoklorit (NaClO)
  • Kalcijev fluorid (CaF2)
  • barijev hidroksid (Ba [OH] 2)
  • železov (III) hidroksid (Fe [OH] 3)
!-- GDPR -->