Свойства кислот и оснований и теории, определяющие кислоты и основания
Кислоты и основания составляют большую часть человеческой жизни, кислоты используются во многих химических отраслях, таких как удобрения, лекарства, пластмассовые и автомобильные аккумуляторы, основы также имеют множество применений в химической промышленности, такой как мыло, моющие средства, красители и лекарства, например, Уксус, который используется в некоторых процессах приготовления пищи и очистки, представляет собой кислотный раствор, который был обнаружен рано.
Натуральные и промышленные продукты, а также кислоты и основания, входящие в их состав или приготовление
Кислые растения (лимон — апельсины — помидоры) содержат лимонную кислоту и аскорбиновую кислоту, молочные продукты (молоко — сыр — йогурт) содержат молочную кислоту, безалкогольные напитки содержат угольную кислоту и фосфорную кислоту.
Мыло содержит гидроксид натрия, пищевая сода содержит бикарбонат натрия, стиральная сода содержит гидратированный карбонат натрия.
Свойства кислот
Кислоты имеют кислый вкус. Они меняют цвет лакмусовой бумаги или лакмусовой бумаги на красный. Кислоты реагируют с основаниями, образуя соль и воду .
Na OH (водн.) + HNO 3 (л) → NaNO 3 (водн.) + H 2 O (л)
Кислоты реагируют с активными металлами с образованием соли кислоты и газообразного водорода H 2 .
Zn (т) + 2 HCL (водн.) → ZnCl 2 (водн.) + H 2 (г) ↑
Кислоты реагируют с карбонатными или бикарбонатными солями, вызывая вскипание и выделяя углекислый газ CO 2, который делает известковую воду мутной.
Na 2 CO 3 (т.) + H 2 SO 4 (водн.) → Na 2 SO 4 (водн.) + H 2 O (л) + CO 2 (г) ↑
Свойства основ
Основы имеют горький вкус и ощущение скольжения, основы меняют цвет лакмусовой краски или лакмусовой бумаги на синий, основы реагируют с кислотами, образуя соль и воду .
Теории, определяющие кислоты и основания
Внешний вид кислоты и основания приводит к экспериментальному определению каждого из них. Экспериментальное определение основано только на наблюдении и не описывает и не объясняет невидимые свойства.
Более общие определения кислот и оснований исходить от исследований и экспериментов , которые были размещены в виде теорий, ИДС-базовые теории теории Аррениуса, теория Bronsted- Лоури и теория Льюиса.
Теория Аррениуса в 1887 г.
Аррениус заметил, что водные растворы кислот и оснований проводят электричество. Это наблюдение доказывает, что кислоты и основания ионизируются в воде .
Растворение хлористого водорода в воде : когда газообразный хлористый водород растворяется в воде , он ионизируется на ионы водорода ( H + ) и ионы хлора ( Cl — ). При растворении кислоты в воде образуются ионы водорода .
Растворение гидроксида натрия в воде : когда гидроксид натрия растворяется в воде , он диссоциирует на ионы натрия ( Na + ) и ионы гидроксида ( OH — ). При растворении основания в воде образуются ионы гидроксида .
Аррениус раскрыл (доказал) свою теорию определения кислот и оснований , кислота Аррениуса — это вещество, которое растворяется в воде и ионизируется или диссоциирует с образованием одного или нескольких ионов водорода (H + ) .
Основание Аррениуса — это вещество, которое растворяется в воде и ионизируется или диссоциирует с образованием одного или нескольких гидроксид-ионов ( ОН — ).
Согласно теории Аррениуса мы наблюдаем, что кислота Аррениуса должна содержать источник ионов водорода (H + ), основание Аррениуса должно содержать источник ионов гидроксида (OH — ).
Итак, Acids работает над увеличением концентрации ионов ( H + ) в водных растворах, Base работает над увеличением концентрации ионов ( OH — ) в водных растворах .
Объяснение реакции нейтрализации согласно теории Аррениуса
Реакция нейтрализации — это реакция между кислотой и основанием с образованием соли и воды .
HCl (водн.) + NaOH (водн.) → NaCl (водн.) + H 2 O (l)
Ионное уравнение этой реакции согласно теории Аррениуса:
H + (водн.) + Cl — (водн.) + Na + (водн.) + O H — (водн.) → Na + (водн.) + Cl — (водн.) + H 2 O (l)
Ионы Na + (aq) и Cl — (aq) присутствуют в обеих частях уравнения без изменений. Таким образом, ими можно пренебречь (исключить) с обеих сторон химического уравнения. Таким образом, реакция нейтрализации может быть представлена следующее уравнение:
H + (водн.) + O H — (водн.) →H 2 O (l)
Наблюдения за теорией Аррениуса (недостатки)
Двуокись углерода CO 2 не содержит источника ионов ( H + ), но растворяется в воде, образуя водный кислый раствор .
Аммиак NH 3 не содержит источника ионов ( OH — ), но растворяется в воде, образуя водный щелочной раствор .
Эти наблюдения не согласуются с теорией Аррениуса.
Теория Бронстеда-Лоури в 1923 г.
Датский ученый Бронстед и британский ученый Лоури предложили новую кислотно-основную теорию, кислота Бренстеда-Лоури — это вещество, которое отдает протон ( H + ), донор протона, основание Бронстеда-Лоури — это вещество, которое принимает протон ( H + ), акцептор протонов .
Теория Бренстеда-Лоури описывает поведение аммиака как основания .
H 2 O (л) + NH 3 (г) → N H + 4 (водн.) + O H — (водн.)
Когда газообразный аммиак растворяется в воде , Н 2 О действует как кислота , потому что он отдает протон ( Н + ) в молекуле аммиака (NH 3 ) , В результате этой передачи, О Н — формируется и называется сопряженное основание , Конъюгат основания — это вещество, которое образуется, когда кислота теряет протон ( H + ).
NH 3 действует как основание, потому что он принимает протон ( H + ) от молекулы воды. В результате этого переноса образуется N H + 4, который называется конъюгированной кислотой. Конъюгированная кислота — это вещество, которое образуется при образовании основания. принимает протон ( H + ).
Теория Льюиса в 1923 году
Льюис предложил кислотно-основную теорию, которая зависит от распределения неподеленной пары электронов между кислотой и основанием , кислота Льюиса — это вещество, которое принимает пару электронов или более, основание Льюиса — это вещество, которое отдает пару электронов или более.
Аммиак считается основанием , хотя он не содержит гидроксидной группы в своей структуре, потому что согласно теории Бренстеда-Лоури, аммиак принимает протон от другого вещества (в виде воды) во время реакции, а согласно теории Льюиса он отдает неподеленную пару. от электронов до другого вещества (как вода) во время реакции.