киселини и основи

химия

2022

Обясняваме какво представляват киселините и основите, техните характеристики, показатели и примери. Също така каква е реакцията на неутрализация.

Веществата с рН по-малко от 7 са киселинни, а тези с рН по-високо от 7 са основи.

Какво представляват киселините и основите?

Киселина е това химическо вещество способен да отстъпи протони (H +) към друг химикал. База е това химическо вещество, способно да улавя протони (H +) от друго химическо вещество.

Има обаче две фундаментални теории, които обясняват какво представляват киселините и основите: теорията на Арениус и теорията на Бронстед-Лоури.

Според теорията на Арениус:

Киселината е вещество, което отделя протони (H +) във воден разтвор. Тоест, това е неутрално вещество, което при разтваряне във вода се дисоциира в своите йони съгласно следното реакция Представител:

Например: солна киселина (HCl)

Основата е вещество, което отделя йони OH- във воден разтвор. Например: натриев хидроксид (NaOH)

Тази теория има своите ограничения, тъй като според нея тези съединения се дефинират само във воден разтвор, а не в други среди. Освен това, той не обяснява съединения като амоняк (NH3), който е основа, но тъй като не съдържа OH– в състава си, той не отговаря на дефиницията на Arrhenius за основа.

За всичко това беше необходима нова теория, която да обясни по-добре понятията киселина и основа. Така по-късно Брьонстед и Лоури разработиха нова теория, която включва принципите на Арениус, но не се мисли само във воден разтвор и следователно е много по-всеобхватна.

Според теорията на Brönsted-Lowry:

Според тази теория киселината е химично вещество, което е способно да предаде протони (H +) на друго химично вещество, а основата е онова химическо вещество, което е способно да улавя протони (H +) от друго химическо вещество.

Според тази теория киселинно-алкалната реакция е равновесие, което може да се изрази като:

Където HA се държи като киселина, тъй като отдава протон H +, за да остане като A–. От друга страна, B се държи като основа, тъй като улавя протон H +, за да стане HB +.

Някои вещества могат да се държат като киселини и основи едновременно и се казва, че са амфотерни. Това зависи от средата, в която се намират или с кого реагират. Пример за този вид вещество е водата:

В първото уравнение водата улавя протон H +, като се държи като основа и се превръща в H3O +. Докато е в уравнението, водата отдава протон H +, като се държи като киселина и се превръща в OH–.

Очевидно и в двете теории киселините и основите имат различни пропорции на водородни йони (H +). Това определя неговата киселинност (в случай на киселини) или неговата алкалност или основност (в случай на основи).

В рН е величината, използвана за измерване на киселинността или алкалността на разтвора, тоест показва концентрацията на наличните водородни йони в него.

  • киселини. Вещества с pH от 0 до 6.
  • Неутрален Вещество с pH 7 (вода).
  • Основи/алкали. Вещества с pH от 8 до 14.

Колкото по-ниско е pH на дадено вещество, толкова по-висока е неговата киселинност. Например чистата НС1 има рН близо до 0. От друга страна, колкото по-високо е рН на дадено вещество, толкова по-голяма е степента му на алкалност. Например, содата каустик има pH равно на 14.

Характеристики на киселини и основи

Както киселини, така и основи могат да съществуват като течности, твърдо или газове. От друга страна, те могат да съществуват като чисти вещества или разреден, запазвайки много от свойствата му.

Разликата в pH е най-забележимата характеристика на всеки от тях. Когато стойността на pH на дадено съединение достигне една от своите крайности, това означава, че това съединение е много опасно за повечето материи, както органичен, Какво неорганичен.

Киселините и основите имат различни физически характеристики:

киселини

  • Те имат кисел вкус (например: киселина, присъстваща в различни цитрусови плодове).
  • Те са силно корозивни и могат да причинят химически изгаряния на кожата или дихателни увреждания, ако техните газове се вдишат.
  • Те са добри проводници на електричество във водни разтвори.
  • Те реагират с метали производство на соли и водород.
  • Те реагират с метални оксиди, за да образуват сол и Вода.

Бази

  • Имат характерен горчив вкус.
  • Те са добри проводници на електричество в решения водниста.
  • Те са дразнещи за кожата: разтварят кожните мазнини и могат да унищожат органичната материя поради разяждащото си действие. Неговите дишане също е опасно.
  • Имат сапунено докосване.
  • Те са разтворими във вода.

Киселини и основи в ежедневието

Акумулаторната киселина създава сол чрез реакция с метали.

Наличието на киселини и основи в нашето ежедневие е изобилно. Например, вътре в батериите на нашите електронни устройства обикновено има сярна киселина. Поради тази причина, когато се повредят и съдържанието им се излее в апарата, те реагират с метала на електродите и образуват белезникава сол.

Има и леки киселини, с които боравим ежедневно, като напр оцетна киселина (оцет), ацетилсалицилова киселина (аспирин), аскорбинова киселина (витамин С), въглеродна киселина (присъства в газираните газирани напитки), лимонена киселина (присъства в цитрусовите плодове) или солна киселина (стомашен сок, който стомахът ни отделя за разтваряне на храната).

Що се отнася до основите, натриевият бикарбонат се използва за печене, като дезодорант и в различни средства против киселини. Други често използвани основи са натриев карбонат (детергент), натриев хипохлорит (почистваща белина), магнезиев хидроксид (слабително) и калциев хидроксид (изграждаща вар).

Киселинни и основни индикатори

Начинът за разграничаване на киселинно съединение от основно е чрез измерване на неговата pH стойност. Днес има много методи за измерване на pH на дадено вещество.

  • Използване на киселинно-алкални индикатори. Индикаторите са съединения, които се променят от цвят чрез промяна на рН на разтвора, в който се намират. Например, фенолфталеинът е течност, която става розова, ако се добави към основа и става безцветна, ако се добави към киселина. Друг пример е лакмусовата хартия, която се потапя в разтвор и ако стане червена или оранжева, ще бъде киселинно вещество, а ако потъмнее, ще бъде основен разтвор.
  • Използване на потенциометър или pH метър. Има електронно оборудване, което директно ни дава pH стойността на разтвора.

Реакция на неутрализация

Реакцията на неутрализация или (киселинно-алкална реакция) е a химическа реакция Какво се случва, когато тези два вида съединения се смесят, като в замяна се получи сол и определено количество вода. Тези реакции обикновено са екзотермичен (те генерират топлина) и името му идва от факта, че киселинните и основни свойства се компенсират взаимно.

За да се класифицират реакциите на неутрализация, е важно да се познават видовете киселини и основи.

  • Силна киселина. Това е киселина, която, когато е във воден разтвор, се йонизира напълно, тоест напълно се трансформира йони които съставляват неговата молекула. Например: HCl (aq), HBr (aq), H2SO4 (aq).
  • Силна основа. Това е основа, която, когато е във воден разтвор, е напълно йонизирана, тоест напълно се трансформира в йоните, които съставляват нейната молекула. Например: NaOH (aq), LiOH (aq), KOH (aq).
  • Слаба киселина. Това е киселина, която, когато е във воден разтвор, е частично йонизирана, тоест не се трансформира напълно в йоните, които съставляват нейната молекула. Следователно концентрацията на йони в разтвора на този тип киселина е по-ниска, отколкото в силна. Например: лимонена киселина, въглеродна киселина (H2CO3)
  • Слаба база. Това е основа, която, когато е във воден разтвор, е частично йонизирана. Тоест, НЕ се трансформира напълно в йоните, които съставляват неговата молекула. Следователно концентрацията на йони в разтвор на този тип основа е по-ниска, отколкото в силна. Например: амоняк (NH3), амониев хидроксид (NH4OH)

Реакциите на неутрализиране могат да протичат по четири начина, в зависимост от свойствата на техните реагенти:

  • Силна киселина и силна основа. Най-разпространеният реагент ще остане в разтвор по отношение на другия. pH на получения разтвор ще зависи от това кой реагент е по-голям пропорция.
  • Слаба киселина и силна основа. Ще се получи разтвор с основно рН, основата ще остане в разтвора.
  • Силна киселина и слаба основа. Киселината се неутрализира и киселинна пропорция ще остане в разтвор, в зависимост от степента на концентрация на киселината. pH на получения разтвор е кисел.
  • Слаба киселина и слаба основа. Резултатът ще бъде кисел или основен в зависимост от концентрациите на вашите реагенти.

Примери за киселини и основи

киселини

    • солна киселина (HCl)
    • сярна киселина (H2SO4)
    • Азотна киселина (HNO3)
    • перхлорна киселина (HClO4)
    • Мравчена киселина (CH2O2)
    • бромова киселина (HBrO3)
    • Борна киселина (H3BO3)
    • оцетна киселина (C2H4O2)

Бази

  • Сода каустик (NaOH)
  • Калциев хидроксид (Ca (OH) 2)
  • амоняк (NH3)
  • натриев бикарбонат (NaHCO3)
  • калиев хидроксид (KOH)
  • Натриев хипохлорит (NaClO)
  • Калциев флуорид (CaF2)
  • Бариев хидроксид (Ba [OH] 2)
  • Железен (III) хидроксид (Fe [OH] 3)
!-- GDPR -->