Postoji stotine primjera kiselina i baza koje se mogu naći u svim granama kemije, ali koje su kao cjelina razdvojene u dvije velike obitelji: neorgansku i organsku. Neorganske kiseline su obično poznate kao mineralne kiseline, a karakteristične su po tome što su posebno jake u usporedbi s organskim.
Pod kiselinama i bazama podrazumijevaju se tvari koje imaju kiseli, odnosno saponski okus. Oboje su korozivni, iako se za jake baze često koristi riječ 'kaustična'. Ukratko: oni spaljuju i nagrizaju kožu ako je dodirnu. Njegove karakteristike u otapalima su vodile niz definicija kroz povijest.
Ponašanje kiselina i baza kad se otopi u vodi. Izvor: Gabriel Bolívar.
Slika ispod prikazuje generičko ponašanje kiselina i baza kada se dodaju ili otope u čaši vode. Kiseline se dobije otopina s pH vrijednosti ispod 7, zbog hydronium iona, H 3 O +; dok baze proizvode otopine s pH iznad 7 zbog hidroksilnih (ili hidroksilnih) iona, OH -.
Ako dodamo klorovodične kiseline, HCl (crvena pad), na staklo, da će biti H 3 O + i Cl - ioni hidrat. S druge strane, ako ponovimo eksperiment s natrijevim hidroksidom, NaOH (ljubičasta kap), imat ćemo ione OH - i Na +.
definicije
Sve više proučavane i shvaćene karakteristike kiselina i baza uspostavile su više od jedne definicije za ove kemijske spojeve. Među tim definicijama imamo i Arrenijevu, Bronsted-Lowryjevu i na kraju Lewisovu. Prije navođenja primjera potrebno je biti jasno oko toga.
Arrhenius
Kiseline i baze, u skladu s Arrhenius, su one koje, kada se otope u vodi, dobije H 3 O + ili OH - iona, respektivno. Odnosno, slika već predstavlja ovu definiciju. Međutim, sama zanemaruje neke kiseline ili baze preslabe da bi proizvele takve ione. Tu dolazi definicija Bronsted-Lowry.
Bronstedovom Lowry
Bronsted-Lowry kiseline su one koje mogu donirati H + ione, a baze su one koje prihvaćaju ove H +. Ako kiselina vrlo lako donira svoj H +, to znači da je to jaka kiselina. Isto se događa s bazama, ali prihvaćanje H +.
Dakle, imamo jake ili slabe kiseline i baze, a njihove sile se mjere u različitim otapalima; posebno u vodi iz koje su uspostavljene poznate pH jedinice (0 do 14).
Stoga će jaka kiselina HA u potpunosti donirati svoj H + vodi u reakciji poput:
HA + H 2 O => A - + H 3 O +
Gdje je A - konjugirana baza HA. Stoga, H 3 O + prisutni u staklu s kiseloj otopini dolazi odavde.
U međuvremenu, slaba baza B deprotonirat će vodu da dobije svoje odgovarajuće H +:
B + H 2 O <=> HB + OH -
Ako je HB konjugirana kiselina B. To je slučaj s amonijakom, NH 3:
NH 3 + H 2 O <=> NH 4 + + OH -
Vrlo jaka baza može izravno donirati OH ione - bez potrebe da reagiraju s vodom; baš kao i NaOH.
klin dizač
Konačno, Lewisove kiseline su one koje dobivaju ili prihvaćaju elektrone, a Lewisove baze su one koje doniraju ili gube elektrone.
Na primjer, Bronsted-Lowry baza NH 3 je Lewisova baza, budući da je dušikov atom prihvaća H + donirajući svoj par slobodnih elektrona (H 3 N: H +), na njega. Zato se tri definicije ne podudaraju jedna s drugom, već se isprepliću i pomažu u proučavanju kiselosti i bazičnosti u širem spektru kemijskih spojeva.
Primjeri kiselina
Nakon razjašnjenja definicija, u nastavku će biti spomenut niz kiselina s njihovim formulama i nazivima:
-HF: fluorovodična kiselina
-HBr: bromovodična kiselina
-HI: hidrojodna kiselina
H 2 S: sumporovodik
-H 2 Se: selenhidrična kiselina
-H 2 Te: telurhidrična kiselina
Riječ je o binarnim kiselinama, koje se nazivaju i hidracidi, a kojima pripada gore spomenuta klorovodična kiselina, HCl.
-HNO 3: dušična kiselina
-HNO 2: dušična kiselina
-HNO: hiponitrozna kiselina
-H 2 CO 3: ugljična kiselina
-H 2 CO 2: ugljična kiselina, koja je zapravo poznatija po nazivu mravlje kiseline, HCOOH, najjednostavnija organska kiselina od svih
-H 3 PO 4: fosforna kiselina
H 3 PO 3 ili H 2: fosforne kiseline, s HP vezom
H 3 PO 2 ili H: hipofosforna kiselina, dvije veze HP
H 2 SO 4: sumporna kiselina
-H 2 SO 3: sumporna kiselina
H 2 S 2 O 7: disulfuric kiselina
-HIO 4: periodična kiselina
-HIO 3: jodna kiselina
-HIO 2: jodna kiselina
-HIO: hipoiodinska kiselina
H 2 CrO 4: kromatna kiselina
-HMnO 4: mangana kiselina
-CH 3 COOH: octena kiselina (ocat)
-CH 3 SO 3 H: metansulfonska kiselina
Sve ove kiseline, osim mravlje i posljednje dvije, poznate su kao oksacidne ili trodne kiseline.
Drugi:
-AlCl 3: aluminijev klorid
-FeCl 3: željezni klorid
-BF 3: trifluorid bora
-Metalni kationi otopljeni u vodi
-Carbocations
-H (CHB 11 Cl 11): superacidni karboran
- FSO 3 H: fluorosulfonska kiselina
- HSbF 6: fluoroantimonska kiselina
- FSO 3 H SbF 5: čarobna kiselina
Posljednja četiri primjera čine zastrašujuće super kiseline; spojevi koji mogu razgraditi gotovo bilo koji materijal samo dodirivanjem. AlCl 3 je primjer Lewisove kiseline, jer je metalni centar aluminija sposoban prihvatiti elektrone zbog svog elektroničkog nedostatka (ne dovršava svoj valentni oktet).
Primjeri baza
Među anorganskim bazama imamo metalne hidrokside, poput natrijevog hidroksida i neke molekularne hidride, poput već spomenutog amonijaka. Evo još primjera baza:
-KOH: kalijev hidroksid
-LiOH: litijev hidroksid
-RbOH: rubidij hidroksid
-CsOH: cezij hidroksid
-FrOH: francijev hidroksid
-Be (OH) 2: berilijev hidroksid
-Mg (OH) 2: magnezijev hidroksid
-Ca (OH) 2: kalcijev hidroksid
-Sr (OH) 2: stroncijev hidroksid
-Ba (OH) 2: barijev hidroksid
-Ra (OH) 2: radiohidroksid
-Fe (OH) 2: željezni hidroksid
-Fe (OH) 3: željezni hidroksid
-Al (OH) 3: aluminij hidroksid
-Pb (OH) 4: olovni hidroksid
-Zn (OH) 2: cinkov hidroksid
-Cd (OH) 2: kadmij hidroksid
-Cu (OH) 2: čarobni hidroksid
-Ti (OH) 4: titanski hidroksid
-Ph 3: fosfin
-AsH 3: arzin
-NaNH 2: natrijev amid
- C 5 H 5 N: piridin
- (CH 3) N: trimetilamin
- C 6 H 5 NH 2: fenilamin ili anilin
-NaH: natrijev hidrid
-KH: kalijev hidrid
-Carbaniones
-Li 3 N: litijev nitrid
aldehidi
- 2 NLi: litijev diizopropilamid
-Dietilinbenzen anion: C 6 H 4 C 4 2- (najjača do sad poznata baza)
Reference
- Whitten, Davis, Peck i Stanley. (2008). Kemija (8. izd.). CENGAGE Učenje.
- Shiver & Atkins. (2008). Neorganska kemija. (Četvrto izdanje). Mc Graw Hill.
- Naomi Hennah. (10. listopada 2018.). Kako naučiti kiseline, baze i soli. Oporavak od: edu.rsc.org
- Helmenstine, Anne Marie, dr. Sc. (31. kolovoza 2019.). Formule uobičajenih kiselina i baza. Oporavilo od: misel.com
- David Wood. (2019). Usporedba uobičajenih kiselina i baza. Studija. Oporavilo od: study.com
- Ross Pomeroy. (2013., 23. kolovoza). Najjače kiseline na svijetu: poput vatre i leda. Oporavilo od: realclearscience.com
- Wikipedia. (2019). Dietinilbenzen dianion. Oporavilo sa: en.wikipedia.org