rūgštys ir bazės

Chemija

2022

Aiškiname, kas yra rūgštys ir bazės, jų charakteristikas, rodiklius ir pavyzdžius. Be to, kokia yra neutralizacijos reakcija.

Medžiagos, kurių pH yra mažesnis nei 7, yra rūgštinės, o tos, kurių pH didesnis nei 7, yra bazės.

Kas yra rūgštys ir bazės?

Rūgštis yra ta cheminė medžiaga galintis pasiduoti protonų (H +) į kitą cheminę medžiagą. Bazė yra ta cheminė medžiaga, galinti sugauti protonus (H +) iš kitos cheminės medžiagos.

Tačiau yra dvi pagrindinės teorijos, paaiškinančios, kas yra rūgštys ir bazės: Arrhenius teorija ir Brönsted-Lowry teorija.

Pagal Arrhenius teoriją:

Rūgštis yra medžiaga, kuri vandeniniame tirpale atiduoda protonus (H +). Tai yra, tai yra neutrali medžiaga, kuri, ištirpusi vandenyje, disocijuoja į jonus, kaip nurodyta toliau reakcija atstovas:

Pavyzdžiui: druskos rūgštis (HCl)

Bazė yra medžiaga, kuri vandeniniame tirpale išskiria OH- jonus. Pavyzdžiui: natrio hidroksidas (NaOH)

Ši teorija turi savo apribojimų, nes pagal ją šie junginiai apibrėžiami tik vandeniniame tirpale, o ne kitose terpėse. Be to, jis nepaaiškina junginių, tokių kaip amoniakas (NH3), kuris yra bazė, bet kadangi jo sudėtyje nėra OH–, jis neatitinka Arrheniuso bazės apibrėžimo.

Dėl viso to reikėjo naujos teorijos, kuri geriau paaiškintų rūgšties ir bazės sąvokas. Taigi vėliau Brönstedas ir Lowry sukūrė naują teoriją, kuri apima Arrhenius principus, bet yra ne tik vandeniniame tirpale, todėl daug išsamesnė.

Pagal Brönsted-Lowry teoriją:

Remiantis šia teorija, rūgštis yra cheminė medžiaga, galinti atiduoti protonus (H +) kitai cheminei medžiagai, o bazė yra ta cheminė medžiaga, kuri gali sugauti protonus (H +) iš kitos cheminės medžiagos.

Remiantis šia teorija, rūgšties ir bazės reakcija yra pusiausvyra, kurią galima išreikšti taip:

Kur HA elgiasi kaip rūgštis, nes ji atiduoda protoną H +, kad liktų kaip A–. Kita vertus, B elgiasi kaip bazė, nes užfiksuoja protoną H +, kad taptų HB +.

Kai kurios medžiagos gali veikti kaip rūgštys ir bazės tuo pačiu metu ir yra amfoterinės. Tai priklauso nuo aplinkos, kurioje jie yra arba su kuo jie reaguoja. Tokio tipo medžiagų pavyzdys yra vanduo:

Pirmoje lygtyje vanduo užfiksuoja protoną H +, kuris elgiasi kaip bazė ir tampa H3O +. Lygtyje vanduo atiduoda protoną H +, elgiasi kaip rūgštis ir tampa OH–.

Matyt, abiejose teorijose rūgštys ir bazės turi skirtingas vandenilio jonų proporcijas (H +). Tai lemia jo rūgštingumą (rūgščių atveju) arba šarmingumą arba šarmiškumą (bazių atveju).

The pH yra dydis, naudojamas išmatuoti tirpalo rūgštingumą arba šarmingumą, tai yra, jis rodo jame esančių vandenilio jonų koncentraciją.

  • Rūgštys. Medžiagos, kurių pH yra nuo 0 iki 6.
  • Neutralus Medžiaga, kurios pH 7 (vanduo).
  • Bazės / šarmai. Medžiagos, kurių pH yra nuo 8 iki 14.

Kuo žemesnis medžiagos pH, tuo didesnis jos rūgštingumo laipsnis. Pavyzdžiui, gryno HCl pH yra artimas 0. Kita vertus, kuo didesnis medžiagos pH, tuo didesnis jos šarmingumo laipsnis. Pavyzdžiui, kaustinės sodos pH yra 14.

Rūgščių ir bazių charakteristikos

Tiek rūgštys, tiek bazės gali egzistuoti kaip skysčių, kietas arba dujų. Kita vertus, jie gali egzistuoti kaip grynos medžiagos arba atskiestas, išsaugant daugelį jo savybių.

PH skirtumas yra labiausiai pastebimas kiekvieno iš jų bruožas. Kai junginio pH pasiekia vieną iš savo kraštutinumų, tai reiškia, kad šis junginys yra labai pavojingas daugumai medžiagų, tiek ekologiškas, Ką neorganinės.

Rūgštys ir bazės turi skirtingas fizines savybes:

Rūgštys

  • Jie yra rūgštaus skonio (pavyzdžiui: įvairiuose citrusiniuose vaisiuose esančios rūgšties).
  • Jie yra labai ėsdinantys ir gali sukelti cheminius odos nudegimus arba kvėpavimo takų pažeidimus, jei jų dujos yra įkvėptos.
  • Jie yra geri laidininkai elektros vandeniniuose tirpaluose.
  • Jie reaguoja su metalai gamina druskas ir vandenilį.
  • Jie reaguoja su metalų oksidais, sudarydami druską ir Vanduo.

Bazės

  • Jie turi būdingą kartaus skonį.
  • Jie yra geri elektros laidininkai sprendimus vandeningas.
  • Jie dirgina odą: tirpdo odos riebalus ir dėl šarminio poveikio gali sunaikinti organines medžiagas. Jo kvėpavimas tai taip pat pavojinga.
  • Jie turi muiluotą prisilietimą.
  • Jie tirpsta vandenyje.

Rūgštys ir bazės kasdieniame gyvenime

Akumuliatoriaus rūgštis, reaguodama su metalais, sukuria druską.

Rūgščių ir bazių buvimas mūsų kasdieniame gyvenime yra gausus. Pavyzdžiui, mūsų elektroninių prietaisų baterijose paprastai yra sieros rūgšties. Dėl šios priežasties, kai jie yra pažeisti ir jų turinys pilamas į aparatą, jie reaguoja su elektrodų metalu ir sukuria balkšvą druską.

Taip pat yra švelnių rūgščių, kurias tvarkome kasdien, pvz acto rūgštis (actas), acetilsalicilo rūgštis (aspirinas), askorbo rūgštis (vitaminas C), anglies rūgštis (esama gazuotuose gazuotuose gėrimuose), citrinų rūgštis (esama citrusiniuose vaisiuose) arba druskos rūgštis (skrandžio sultys, kurias išskiria mūsų skrandis, kad ištirptų maistą).

Kalbant apie pagrindus, tai natrio bikarbonatas naudojamas kepiniams, kaip dezodorantas ir įvairiose priemonėse nuo rėmens. Kitos dažniausiai naudojamos bazės yra natrio karbonatas (ploviklis), natrio hipochloritas (valantis baliklis), magnio hidroksidas (laisvinantis vidurius) ir kalcio hidroksidas (statybinės kalkės).

Rūgščių ir bazių indikatoriai

Rūgštinį ir bazinį junginį galima atskirti išmatuojant jo pH vertę. Šiandien yra daugybė cheminės medžiagos pH matavimo metodų.

  • Rūgščių-šarmų indikatorių naudojimas. Rodikliai yra junginiai, kurie keičiasi nuo spalva keičiant tirpalo, kuriame jie randami, pH. Pavyzdžiui, fenolftaleinas yra skystis, kuris tampa rausvas, jei pridedamas prie bazės, ir tampa bespalvis, jei pridedamas prie rūgšties. Kitas pavyzdys – lakmuso popierius, kuris panardinamas į tirpalą ir jei jis pasidaro raudonas ar oranžinis, tai bus rūgštinė medžiaga, o jei patamsės – bazinis tirpalas.
  • Naudojant potenciometrą arba pH matuoklį. Yra elektroninė įranga, kuri tiesiogiai mums suteikia tirpalo pH vertę.

Neutralizacijos reakcija

Neutralizacijos reakcija arba (rūgšties-šarmų reakcija) yra a cheminė reakcija Kas atsitinka, kai šie dviejų tipų junginiai sumaišomi, mainais gaunant druską ir tam tikrą kiekį vandens. Šios reakcijos dažniausiai būna egzoterminis (jie sukuria karštis) ir jo pavadinimas kilęs dėl to, kad rūgšties ir bazės savybės panaikina viena kitą.

Norint klasifikuoti neutralizacijos reakcijas, svarbu žinoti rūgščių ir bazių rūšis.

  • Stipri rūgštis. Tai rūgštis, kuri vandeniniame tirpale visiškai jonizuojasi, tai yra, visiškai virsta jonų kurios sudaro jo molekulę. Pavyzdžiui: HCl (vandens), HBr (vandens), H2SO4 (vandens).
  • Tvirtas pagrindas. Tai yra bazė, kuri vandeniniame tirpale visiškai jonizuojasi, tai yra, visiškai virsta jonais, kurie sudaro jo molekulę. Pavyzdžiui: NaOH (aq), LiOH (aq), KOH (aq).
  • Silpna rūgštis. Tai rūgštis, kuri vandeniniame tirpale iš dalies jonizuojasi, tai yra, ji nėra visiškai paverčiama jonais, kurie sudaro jos molekulę. Todėl jonų koncentracija tokio tipo rūgšties tirpale yra mažesnė nei stiprioje. Pavyzdžiui: citrinos rūgštis, anglies rūgštis (H2CO3)
  • Silpna bazė. Tai bazė, kuri vandeniniame tirpale iš dalies jonizuojasi. Tai yra, jis NĖRA visiškai transformuotas į jonus, sudarančius jo molekulę. Todėl jonų koncentracija tokio tipo bazės tirpale yra mažesnė nei stipriame. Pavyzdžiui: amoniakas (NH3), amonio hidroksidas (NH4OH)

Neutralizacijos reakcijos gali vykti keturiais būdais, priklausomai nuo jų reagentų savybių:

  • Stipri rūgštis ir stipri bazė. Didžiausias reagentas liks tirpale kito atžvilgiu. Gauto tirpalo pH priklausys nuo to, kurio reagento yra daugiau proporcija.
  • Silpna rūgštis ir stipri bazė. Bus gautas bazinio pH tirpalas, bazė liks tirpale.
  • Stipri rūgštis ir silpna bazė. Rūgštis neutralizuojama ir tirpale išliks rūgšties dalis, priklausomai nuo rūgšties koncentracijos laipsnio. Gauto tirpalo pH yra rūgštus.
  • Silpna rūgštis ir silpna bazė. Rezultatas bus rūgštus arba šarminis, priklausomai nuo jūsų reagentų koncentracijos.

Rūgščių ir bazių pavyzdžiai

Rūgštys

    • Vandenilio chlorido rūgštis (HCl)
    • Sieros rūgštis (H2SO4)
    • Azoto rūgštis (HNO3)
    • Perchloro rūgštis (HClO4)
    • Skruzdžių rūgštis (CH2O2)
    • Bromo rūgštis (HBrO3)
    • Boro rūgštis (H3BO3)
    • Acto rūgštis (C2H4O2)

Bazės

  • Kaustinė soda (NaOH)
  • Kalcio hidroksidas (Ca (OH) 2)
  • Amoniakas (NH3)
  • Natrio bikarbonatas (NaHCO3)
  • Kalio hidroksidas (KOH)
  • Natrio hipochloritas (NaClO)
  • Kalcio fluoridas (CaF2)
  • Bario hidroksidas (Ba [OH] 2)
  • Geležies (III) hidroksidas (Fe [OH] 3)
!-- GDPR -->