кислоты и основания

Химия

2022

Объясняем, что такое кислоты и основания, их характеристики, индикаторы и примеры. Также какова реакция нейтрализации.

Вещества с pH менее 7 являются кислотными, а вещества с pH более 7 - основаниями.

Что такое кислоты и основания?

Кислота в том, что химическая субстанция в состоянии уступить протоны (H +) к другому химическому веществу. База - это химическое вещество, способное улавливать протоны (H +) из другого химического вещества.

Однако есть две фундаментальные теории, объясняющие, что такое кислоты и основания: теория Аррениуса и теория Бренстеда-Лоури.

Согласно теории Аррениуса:

Кислота - это вещество, которое отдает протоны (H +) в водном растворе. То есть это нейтральное вещество, которое при растворении в воде диссоциирует на ионы согласно следующему реакция представитель:

Например: соляная кислота (HCl).

Основание - это вещество, которое отдает ионы ОН– в водном растворе. Например: гидроксид натрия (NaOH).

Эта теория имеет свои ограничения, потому что, согласно ей, эти соединения определяются только в водном растворе, а не в других средах. Кроме того, он не объясняет такие соединения, как аммиак (NH3), который является основанием, но, поскольку он не содержит ОН– в своем составе, он не соответствует определению основания Аррениуса.

Для всего этого потребовалась новая теория, чтобы лучше объяснить концепции кислоты и основания. Позднее Бренстед и Лоури разработали новую теорию, которая включает в себя принципы Аррениуса, но не только в водном растворе, но и гораздо более всеобъемлющую.

Согласно теории Бренстеда-Лоури:

Согласно этой теории, кислота - это химическое вещество, способное отдавать протоны (H +) другому химическому веществу, а основание - это химическое вещество, которое способно захватывать протоны (H +) из другого химического вещества.

Согласно этой теории, кислотно-основная реакция - это равновесие, которое можно выразить как:

Где HA ведет себя как кислота, поскольку отдает протон H +, чтобы остаться в виде A–. С другой стороны, B ведет себя как основание, поскольку он захватывает протон H +, чтобы стать HB +.

Некоторые вещества могут вести себя одновременно как кислоты и основания и считаются амфотерными. Это зависит от среды, в которой они находятся или с кем реагируют. Примером вещества такого типа является вода:

В первом уравнении вода захватывает протон H +, ведет себя как основание и становится H3O +. В уравнении вода отдает протон H +, ведет себя как кислота и становится OH–.

По-видимому, в обеих теориях кислоты и основания имеют разное соотношение ионов водорода (H +). Это определяет его кислотность (в случае кислот) или его щелочность или основность (в случае оснований).

В pH - величина, используемая для измерения кислотности или щелочности раствора, то есть указывает на концентрацию присутствующих в нем ионов водорода.

  • Кислоты. Вещества с pH от 0 до 6.
  • Нейтральный Вещество с pH 7 (вода).
  • Основания / щелочи. Вещества с pH от 8 до 14.

Чем ниже pH вещества, тем выше степень его кислотности. Например, чистая HCl имеет pH, близкий к 0. С другой стороны, чем выше pH вещества, тем выше степень его щелочности. Например, едкий натр имеет pH, равный 14.

Характеристики кислот и оснований

И кислоты, и основания могут существовать как жидкости, твердый или газы. С другой стороны, они могут существовать как чистые вещества или разбавленный, сохранив многие его свойства.

Разница в pH - самая заметная особенность каждого из них. Когда значение pH соединения достигает одного из крайних значений, это означает, что это соединение очень опасно для большинства веществ, как органический, Что неорганический.

Кислоты и основания имеют разные физические характеристики:

Кислоты

  • У них кисловатый вкус (например: кислота, присутствующая в различных цитрусовых).
  • Они очень едкие и могут вызвать химические ожоги кожи или респираторные заболевания при вдыхании их газов.
  • Они хорошие дирижеры электричество в водных растворах.
  • Они реагируют с металлы производство солей и водорода.
  • Они реагируют с оксидами металлов с образованием соли и Воды.

Базы

  • У них характерная горьковатость.
  • Они хорошие проводники электричества в решения водянистый.
  • Они раздражают кожу: растворяют кожный жир и могут разрушать органические вещества из-за своего едкого действия. Его дыхание это тоже опасно.
  • У них есть мыльный оттенок.
  • Они растворимы в воде.

Кислоты и основания в повседневной жизни

Аккумуляторная кислота образует соль, реагируя с металлами.

В нашей повседневной жизни много кислот и оснований. Например, внутри батарей наших электронных устройств обычно есть серная кислота. По этой причине, когда они повреждаются и их содержимое выливается в аппарат, они вступают в реакцию с металлом электродов и образуют белесую соль.

Есть также мягкие кислоты, с которыми мы работаем ежедневно, например уксусная кислота (уксус), ацетилсалициловая кислота (аспирин), аскорбиновая кислота (витамин С), угольная кислота (присутствует в газированных газированных напитках), лимонная кислота (присутствует в цитрусовых) или соляная кислота (желудочный сок, который выделяется нашим желудком для растворения пищи).

Что касается основ, то бикарбонат натрия используется для выпечки, как дезодорант и в различных средствах от изжоги. Другими часто используемыми основаниями являются карбонат натрия (моющее средство), гипохлорит натрия (очищающий отбеливатель), гидроксид магния (слабительное) и гидроксид кальция (строительная известь).

Кислотные и щелочные индикаторы

Способ отличить кислотное соединение от основного - измерить его значение pH. Сегодня существует множество методов измерения pH вещества.

  • Использование кислотно-основных индикаторов. Индикаторы - это соединения, которые изменяются от цвет изменяя pH раствора, в котором они находятся. Например, фенолфталеин - это жидкость, которая становится розовой при добавлении к основе и становится бесцветной при добавлении к кислоте. Другой пример - лакмусовая бумага, которую погружают в раствор, и если она станет красной или оранжевой, это будет кислое вещество, а если она станет темной, это будет щелочной раствор.
  • С помощью потенциометра или pH-метра. Есть электронное оборудование, которое напрямую дает нам значение pH раствора.

Реакция нейтрализации

Реакция нейтрализации или (кислотно-основная реакция) представляет собой химическая реакция Что происходит, когда эти два типа соединений смешиваются, получая взамен соль и определенное количество воды. Эти реакции обычно экзотермический (они производят нагревать) и его название происходит от того факта, что кислотные и основные свойства нейтрализуют друг друга.

Для классификации реакций нейтрализации важно знать типы кислот и оснований.

  • Сильная кислота. Это кислота, которая в водном растворе полностью ионизируется, то есть полностью превращается в ионы которые составляют его молекулу. Например: HCl (водн.), HBr (водн.), H2SO4 (водн.).
  • Сильная база. Это основа, которая в водном растворе полностью ионизируется, то есть полностью превращается в ионы, составляющие его молекулу. Например: NaOH (водн.), LiOH (водн.), KOH (водн.).
  • Слабая кислота. Это кислота, которая в водном растворе частично ионизируется, то есть не полностью превращается в ионы, составляющие ее молекулу. Следовательно, концентрация ионов в растворе этого типа кислоты ниже, чем в сильном. Например: лимонная кислота, угольная кислота (H2CO3).
  • Слабая база. Это основа, которая в водном растворе частично ионизируется. То есть он НЕ полностью превращается в ионы, составляющие его молекулу. Следовательно, концентрация ионов в растворе этого типа основания ниже, чем в сильном. Например: аммиак (NH3), гидроксид аммония (NH4OH).

Реакции нейтрализации могут протекать четырьмя способами, в зависимости от свойств реагентов:

  • Сильная кислота и сильное основание. Реагент, наиболее распространенный по отношению к другому, останется в растворе. PH полученного раствора будет зависеть от того, какой реагент больше пропорция.
  • Слабая кислота и сильное основание. Будет получен раствор с основным pH, основание останется в растворе.
  • Сильная кислота и слабое основание. Кислота нейтрализуется, и часть кислоты остается в растворе в зависимости от степени концентрации кислоты. PH полученного раствора кислый.
  • Слабая кислота и слабое основание. Результат будет кислым или щелочным, в зависимости от концентрации ваших реагентов.

Примеры кислот и оснований

Кислоты

    • Соляная кислота (HCl)
    • Серная кислота (H2SO4)
    • Азотная кислота (HNO3)
    • Хлорная кислота (HClO4)
    • Муравьиная кислота (CH2O2)
    • Бромная кислота (HBrO3)
    • Борная кислота (H3BO3)
    • Уксусная кислота (C2H4O2)

Базы

  • Каустическая сода (NaOH)
  • Гидроксид кальция (Ca (OH) 2)
  • Аммиак (NH3)
  • Бикарбонат натрия (NaHCO3)
  • Гидроксид калия (КОН)
  • Гипохлорит натрия (NaClO)
  • Фторид кальция (CaF2)
  • Гидроксид бария (Ba [OH] 2)
  • Гидроксид железа (III) (Fe [OH] 3)
!-- GDPR -->