кислоти та основи

2022

Що таке кислоти та основи?
Характеристика кислот і основ
Кислоти та основи в повсякденному житті
Кислотні та лужні показники
Реакція нейтралізації
Приклади кислот і основ

Пояснюємо, що таке кислоти та основи, їх характеристики, показники та приклади. Також, що таке реакція нейтралізації.

Речовини з рН менше 7 є кислими, а з рН більше 7 — основами.

Що таке кислоти та основи?

Це кислота хімічна речовина здатний поступатися протони (H +) до іншої хімічної речовини. Основа — це хімічна речовина, здатна захоплювати протони (H +) від іншої хімічної речовини.

Однак існують дві фундаментальні теорії, які пояснюють, що таке кислоти та основи: теорія Арреніуса та теорія Бренстеда-Лоурі.

Відповідно до теорії Арреніуса:

Кислота — це речовина, яка віддає протони (Н+) у водному розчині. Тобто це нейтральна речовина, яка при розчиненні у воді дисоціює на свої іони відповідно до наступного реакція представник:

Наприклад: соляна кислота (HCl)

Основа — це речовина, яка віддає іони ОН– у водному розчині. Наприклад: гідроксид натрію (NaOH)

Ця теорія має свої обмеження, оскільки відповідно до неї ці сполуки визначаються лише у водному розчині, а не в інших середовищах. Крім того, він не пояснює такі сполуки, як аміак (NH3), який є основою, але оскільки він не містить OH– у своєму складі, він не відповідає визначенню основи Арреніуса.

Для всього цього потрібна була нова теорія, щоб краще пояснити поняття кислоти та основи. Тож згодом Бренстед і Лоурі розробили нову теорію, яка включає принципи Арреніуса, але розглядається не лише у водному розчині, а тому є набагато більш повною.

Відповідно до теорії Бренстеда-Лоурі:

Згідно з цією теорією, кислота — це хімічна речовина, яка здатна віддавати протони (H +) іншій хімічній речовині, а основа — це та хімічна речовина, яка здатна захоплювати протони (H +) від іншої хімічної речовини.

Відповідно до цієї теорії кислотно-лужна реакція - це рівновага, яка може бути виражена як:

Де HA поводиться як кислота, оскільки віддає протон H +, щоб залишитися як A–. З іншого боку, B поводиться як основа, оскільки захоплює протон H + і стає HB +.

Деякі речовини можуть вести себе як кислоти і основи одночасно і називаються амфотерними. Це залежить від середовища, в якому вони перебувають або з ким реагують. Прикладом такого типу речовини є вода:

У першому рівнянні вода захоплює протон H +, поводиться як основа і перетворюється на H3O +. У рівнянні вода віддає протон H +, поводиться як кислота і перетворюється на OH–.

Очевидно, в обох теоріях кислоти і основи мають різну пропорцію іонів водню (H +). Це визначає його кислотність (у випадку кислот) або його лужність або основність (у випадку основ).

The рН – величина, яка використовується для вимірювання кислотності або лужності розчину, тобто вказує на концентрацію іонів водню, присутніх у ньому.

кислоти. Речовини з рН від 0 до 6.
Нейтральний Речовина з рН 7 (вода).
Основи / луги. Речовини з рН від 8 до 14.

Чим нижче pH речовини, тим вище ступінь її кислотності. Наприклад, чиста HCl має pH, близький до 0. З іншого боку, чим вище pH речовини, тим більший ступінь її лужності. Наприклад, каустична сода має рН 14.

Характеристика кислот і основ

І кислоти, і основи можуть існувати як рідини, твердий або газів. З іншого боку, вони можуть існувати як чисті речовини або розбавлений, зберігаючи багато його властивостей.

Різниця в рН є найбільш помітною ознакою кожного з них. Коли значення pH сполуки досягає одного з своїх екстремальних показників, це означає, що ця сполука дуже небезпечна для більшості речовин, як органічний, Що неорганічні.

Кислоти та основи мають різні фізичні характеристики:

кислоти

Вони мають кислуватий смак (наприклад: кислота є в різних цитрусових).
Вони дуже корозійні і можуть викликати хімічні опіки шкіри або пошкодження органів дихання, якщо їх гази вдихаються.
Вони хороші провідники електрика у водних розчинах.
Вони реагують з метали утворення солей і водню.
Вони реагують з оксидами металів з утворенням солі і Вода.

Бази

Вони мають характерний гіркий смак.
Вони є хорошими провідниками електрики рішення водянистий.
Вони подразнюють шкіру: вони розчиняють шкірний жир і можуть руйнувати органічні речовини завдяки своїй їдкій дії. Його дихання це також небезпечно.
Вони мають мильний дотик.
Вони розчинні у воді.

Кислоти та основи в повсякденному житті

Акумуляторна кислота утворює сіль, реагуючи з металами.

У нашому повсякденному житті багато кислот і лугів. Наприклад, всередині батарейок наших електронних пристроїв зазвичай є сірчана кислота. З цієї причини при їх пошкодженні і виливанні їх вмісту в апарат вони вступають в реакцію з металом електродів і утворюють білувату сіль.

Є також м’які кислоти, з якими ми працюємо щодня, наприклад оцтова кислота (оцет), ацетилсаліцилова кислота (аспірин), аскорбінова кислота (вітамін С), вугільна кислота (присутня в газованих напоях), лимонна кислота (присутня в цитрусових) або соляна кислота (шлунковий сік, який наш шлунок виділяє для розчинення їжі).

Що стосується основ, то гідрокарбонат натрію використовують для випічки, як дезодорант і в різних засобах проти печії. Іншими часто використовуваними основами є карбонат натрію (миючий засіб), гіпохлорит натрію (відбілювач для чищення), гідроксид магнію (проносний засіб) і гідроксид кальцію (будівельне вапно).

Кислотні та лужні показники

Щоб відрізнити кислотну сполуку від основної, можна виміряти її значення pH. Сьогодні існує безліч методів вимірювання рН речовини.

Використання кислотно-лужних індикаторів. Індикатори – це сполуки, які змінюються від колір змінюючи рН розчину, в якому вони знаходяться. Наприклад, фенолфталеїн — це рідина, яка стає рожевою, якщо додавати її до основи, і стає безбарвною, якщо додавати її до кислоти. Іншим прикладом є лакмусовий папірець, який занурюють у розчин, і якщо він стане червоним або оранжевим, це буде кислотна речовина, а якщо потемніє, то буде основним розчином.
За допомогою потенціометра або рН-метра. Є електронне обладнання, яке безпосередньо дає нам значення pH розчину.

Реакція нейтралізації

Реакція нейтралізації або (кислотно-лужна реакція) є а хімічна реакція Що відбувається, коли ці два види сполук змішуються, отримуючи натомість сіль і певну кількість води. Ці реакції зазвичай бувають екзотермічний (вони генерують тепла) і його назва походить від того факту, що кислотні та основні властивості перекривають одна одну.

Для класифікації реакцій нейтралізації важливо знати види кислот і основ.

Сильна кислота. Це кислота, яка, перебуваючи у водному розчині, повністю іонізується, тобто повністю перетворюється на іонів з яких складається його молекула. Наприклад: HCl (водний), HBr (водний), H2SO4 (водний).
Міцна основа. Це основа, яка, перебуваючи у водному розчині, повністю іонізується, тобто повністю перетворюється на іони, що входять до його молекули. Наприклад: NaOH (водний), LiOH (водний), KOH (водний).
Слабка кислота. Це кислота, яка, перебуваючи у водному розчині, частково іонізується, тобто не повністю перетворюється на іони, що входять до її молекули. Тому концентрація іонів у розчині цього типу кислот нижча, ніж у сильнодіючих. Наприклад: лимонна кислота, вугільна кислота (H2CO3)
Слабка база. Це основа, яка у водному розчині частково іонізується. Тобто він НЕ повністю перетворюється на іони, що входять до його молекули. Тому концентрація іонів у розчині цього типу основи нижча, ніж у сильному. Наприклад: аміак (NH3), гідроксид амонію (NH4OH)

Реакції нейтралізації можуть відбуватися чотирма способами, залежно від властивостей їх реагентів:

Сильна кислота і сильна основа. Найбільш поширений реагент залишиться в розчині відносно іншого. Значення pH отриманого розчину буде залежати від того, який реагент більше пропорція.
Слабка кислота і сильна основа. Вийде розчин основного pH, основа залишиться в розчині.
Сильна кислота і слабка основа. Кислота нейтралізується, і частина кислоти залишиться в розчині, залежно від ступеня концентрації кислоти. pH отриманого розчину кислий.
Слабка кислота і слабка основа. Результат буде кислотним або основним залежно від концентрації ваших реагентів.

Приклади кислот і основ

кислоти

- соляна кислота (HCl)
- Сірчана кислота (H2SO4)
- азотна кислота (HNO3)
- Хлорна кислота (HClO4)
- Мурашина кислота (CH2O2)
- броміста кислота (HBrO3)
- Борна кислота (H3BO3)
- оцтова кислота (C2H4O2)

Бази