Takve tvari koje doniraju svoj vodikov ion (H +) (protonski donor) i prihvaćaju elektron drugom nazivaju se kiselinom . Oni imaju pH manji od 7, 0 . Ali takve tvari koje prihvaćaju proton i doniraju elektron nazivaju se bazom . Oni imaju pH veći od 7, 0 . Kiseline su kisele, dok su baze gorke.
Kiseline i baze jedan su od najvažnijih dijelova kemije, ali igraju i svoju značajnu ulogu u drugom polju znanosti. Mnogo je definicija koje razlikuju tvari kao kiselina i baza, ali najprihvaćenije su Arrheniusova teorija, Bronsted-Lowryova teorija i Lewisova teorija kiseline / baze. Zajedno kiseline i baze reagiraju na tvorbu soli.
Kiseline i baze nalaze se posvuda, od sapuna koji se koriste za vrijeme tuširanja, do limunske kiseline ili octa prisutnih u kuhinji. Iako je ponekad teško razlikovati između njih i provjeriti ih, iznesene su određene teorije koje su u nastavku razmotrene zajedno sa kratkim opisom.
Usporedni grafikon
| Osnove za usporedbu | kiseline | baze |
|---|---|---|
| Arrhenius koncept | Kiselina je tvar otopljena u vodi, povećava koncentraciju H + iona. | Baza je tvar otopljena u vodi, povećavaju koncentraciju OH-iona. |
| Bronsted-Lowry koncept | Kiseline su donor protona. | Baze su akceptor protona. |
| Lewisov koncept | Takve vrste koje prihvaćaju par elektrona (elektrofil) i koji će imati slobodne orbitale poznate su kao Lewisova kiselina. | Takve vrste koje doniraju par elektrona (nukleofil) i imat će osamljeni par elektrona poznate su kao Lewisova baza. |
| Kemijska formula | Takav spoj čija kemijska formula počinje s H, na primjer HCl (klorovodična kiselina), H3BO3 (borna kiselina), CH2O3 (karbonska kiselina) kiselina). Iako je CH3COOH (octena kiselina) izuzetak. | Takvi spojevi čija kemijska formula završava OH, na primjer KOH (Kalijev hidroksid), NaOH (Natrijev hidroksid). |
| pH skala (koncentracija vodikovih iona u otopini) | Manje od 7. | Više od 7. |
| Fizičke karakteristike | Kiselog ukusa. | Gorki ukus. |
| Daje osjećaj pečenja. | Bez mirisa (osim amonijaka). | |
| Kiseline su obično ljepljive. | Podnožja su sklizava. | |
| Reagira s metalima da bi se stvorio plin vodik. | Reagira s mastima i uljima. | |
| Fenoftaleinski pokazatelj | Ostaje bezbojna. | Daje ružičastu boju. |
| Lakmusov test | Pretvara plavi lakmusov papir u crvenu boju. | Crveni lakmus papir postaje plav. |
| snaga | Ovisi o koncentraciji hidronijevih iona. | Ovisi o koncentraciji hidroksidnih iona. |
| Disocijacija kad se miješa s vodom | Kiseline disociraju da daju slobodne vodikove ione (H +) nakon miješanja u vodi. | Baze se disociraju kako bi se nakon miješanja u vodi dali slobodni hidroksidni ioni (OH-). |
| Primjeri | Klorovodična kiselina (HCl), sumporna kiselina (H2SO4), dušična kiselina (HNO3), ugljična kiselina (H2CO3). | Amonijev hidroksid (NH4OH), kalcijev hidroksid (Ca (OH) 2), natrijev hidroksid (NaOH). |
| koristi | Koristi se kao konzervans, gnojivo kao konzervans, koristi se kao gazirana pića, obrađuje koža, čišćenje u domaćinstvu, izrađuje sode, aromatizira hranu i sl. | Koristi se u želučanoj medicini (antacid), sapunima, deterdžentima, sredstvima za čišćenje, dezodoransu protiv pazuha pazuha, neopasnoj alkaliji za neutralizaciju kiselih otpadnih voda, neutralizaciji kiselosti tla. |
Definicija kiseline
Riječ kiselina izvedena od latinske riječi 'kiseline' ili 'acere', što znači "kisela". Kiselina je kemijska tvar koja prihvaća elektrone i donira vodikove ione ili protone. Većina kiselina koje sadrže atome vezane vodikom disocira, dajući kation i anion u vodi.
Kiselost se mjeri prisustvom nekih vodikovih iona, pa što je veća koncentracija vodikovih iona, to je veća kiselost i niži je pH otopina. Ona se mjeri u skali između 1-7 (7 je neutralno) u skali pH metra .
Neke kiseline su jake, a neke slabe. Jake kiseline su one koje u vodi potpuno disociraju, na primjer, klorovodična kiselina, koja se potpuno disocira u ione kad se otopi u vodi. Takve kiseline koje dijelom disociraju u vodi i stoga otopina sadrži vodu, kiselinu i ione nazivaju se slabe kiseline, na primjer octena kiselina.
Uglavnom su kiseline definirane na više načina, ali prihvatljiva je Arrenius ili Bronsted-Lowry kiselina. Iako se Lewisova kiselina naziva "Lewisova kiselina", ove definicije ne uključuju isti skup molekula.
Arrheniusov koncept - Može se definirati kao tvar kada se doda u vodu, povećava koncentraciju vodikovog iona (H +) naziva se kiselinom.
Koncept Bronsted-Lowry - U ovome se kaže da je kiselina kao donator protona. Ova teorija definira tvari, ne otapajući se u vodi, pa se široko koristi i prihvaća.
Lewisova kiselina - Postoje određeni spojevi koji ne sadrže atom vodika, ali se kvalificiraju kao kiselina poput trifluorida bora, aluminij triklorida. Stoga se takav spoj koji prihvaća par elektrona u obliku kovalentne veze naziva Lewisova kiselina.
Svojstva kiselina
- Korozivno ('spali' kožu).
- Ima pH manji od 7.
- Pretvara plavi lakmusov papir u crvenu boju.
- Reagira s metalima da bi se stvorio plin vodik.
- Reagira s bazama za proizvodnju soli i vode.
- Reagira s karbonatima stvarajući ugljični dioksid, vodu i sol.
- Kiseli okus.
- Disocirajte vodikove ione (H +) kad su otopljeni u vodi.
Važnost
Biološki nukleinske kiseline poput DNK (deoksi ribonukleinske kiseline) i RNA (ribonukleinske kiseline) sadrže genetske informacije, a ostale su nasljedni materijal koji se prenosi s generacije na generaciju. Čak su i aminokiseline od velikog značaja jer pomažu u stvaranju proteina. Masne kiseline i njeni derivati su skupine karboksilnih kiselina koje također igraju značajnu ulogu.
Čak i klorovodična kiselina, koja je dio želučane kiseline koja se izlučuje u želucu životinja, pomaže u hidroliziranju proteina i polisaharida. Kiseline su korisne i ako djeluju u obrambenom mehanizmu kao i kod mrava koji proizvode mravlju kiselinu, dok hobotnice proizvode crnu kiselinu nazvanu melanin.
Ostale kiseline poput mliječne kiseline, octa, sumporne kiseline, limunske kiseline nalaze se u prirodi i poznate su po različitim i važnim namjenama.
Definicija baze
Baze doniraju elektrone i prihvaćaju vodikove ione ili protone. Baze se mogu reći kao kemikalija koja je upravo suprotna onoj od kiseline, kao što je u vodi uloga baze da smanjuje koncentraciju hidronijevog (H30 +) iona, dok kiselina djeluje u povećanju koncentracije. Iako se vidi da neke jake kiseline služe i kao baze. Baze se mjere unutar raspona 7-14 u ljestvici pH metra.
Međutim, postoji dosta zabune između baza i baza. Mnoge se baze ne otapaju u vodi, ali ako se baza otopi u vodi, naziva se alkalijom . Kada u vodenoj otopini baza reagira s kiselinom, a otopina postane neutralna, to se naziva reakcijom neutralizacije .
Na primjer, natrijev hidroksid je baza kao i lužina, jer neutralizira kiseline u bilo kojoj kiselo-bazičnoj reakciji; drugo, topivo je u vodi. S druge strane, Bakrov oksid je baza, ali nije alkalija, jer neutralizira kiselinu u vodenoj otopini, ali se ne rastvara u vodi.
Jaka baza je kemijski spoj koji se deprotonira ili uklanja proton (H +) iz molekule vrlo slabe kiseline u kiselinsko-baznoj reakciji. Hidroksidi alkalnih metala i zemnoalkalnih metala poput natrijevog hidroksida i Kalcijevog hidroksida primjeri su snažne baze. Slaba baza je tvar koja se ne ionizira potpuno u vodenoj otopini ili je njihovo protoniranje nepotpuno.
Arrheniusov koncept - Supstanca koja stvara hidroksidne ione (OH–) u vodenoj otopini naziva se bazom. Primjerice, natrijev hidroksid (NaOH) disocira u vodi i daje Na + i OH-ione. Takve tvari poput LiOH, Ba (OH) 2, NaOH mogu se reći kao Arrhenius baza. Ali ta se teorija ograničila na tvari koje sadrže hidroksid u svojoj formuli i bila je primjenjiva samo u vodenim otopinama. Zbog toga je nastao još jedan koncept nazvan Bronsted-Lowryjeva teorija.
Bronsted-Lowry koncept - Prema ovoj teoriji, tvar koja može prihvatiti vodikove ione (H +) ili protone poznata je kao baza.
Lewis baza - jedan od najčešće prihvaćenih koncepta, nakon koncepta Bronsted-Lowry o kiselinama i bazama. Atom, molekula ili ion sa usamljenim parom elektrona može se reći kao Lewisova baza jer su te baze nukleofilne. Znači da uz pomoć usamljenog para napadaju pozitivni naboj molekule. NH3 je Lewisova baza. Drugim riječima, možemo reći da tvar poput OH iona, koja može donirati par nevezanih elektrona, kaže se kao Lewisova baza ili davatelj elektronskog para.
Svojstva baze
- Korozivno ('spali' kožu).
- Ima pH više od 7.
- Pretvara crveni lakmus papir u plavu boju.
- Sapun ili klizav dodir.
- Reagira s kiselinama, stvarajući sol i vodu.
- Mnoge topive baze sadrže hidroksilne ione (OH–).
Važnost
Baze (Natrijev hidroksid) koriste se u proizvodnji papira, sapuna i vlakana naziva rajona. Kalcijev hidroksid koristi se kao prašak za izbjeljivanje. Magnezijev hidroksid korišten je kao "antacid" koji se koristi u vrijeme probavne smetnje i za smanjenje učinka pristupa proizvedenom želucu. Podloge poput natrijevog karbonata koriste se kao soda za pranje i za omekšavanje tvrde vode. Natrijev vodik koristi se i u pripravcima praška za pecivo, kao soda bikarbona, a također i u aparatu za gašenje požara.
Amfoterijske tvari su one koje imaju svojstva kiseline i baze; čak su i sposobni prihvatiti i donirati protone, poput vode.
Ključne razlike između kiseline i baze
Slijede važne točke koje razlikuju kiseline od kiselina iz baze:
- Prema Arrheniusovom konceptu : Kiselina je tvar otopljena u vodi, povećava koncentraciju H + iona, dok je baza tvar otopljena u vodi, povećava koncentraciju OH-iona.
- S druge strane, koncept Bronsted-Lowry kaže da su kiseline donator protona, dok je baza akceptor protona.
- Teorija Lewisa objašnjava ih kao takvu vrstu koja prihvaća par elektrona (elektrofil) i imat će prazne orbitale poznata kao Lewisova kiselina dok su takve vrste koje doniraju par elektrona (nukleofil) i imati će usamljeni par elektrona poznata kao baza Lewisa.
- Kemijska formula kiseline započinje s H, na primjer, HCl (klorovodična kiselina), H3BO3 (borna kiselina), CH2O3 (ugljična kiselina). Iako
CH3COOH (octena kiselina) je izuzetak dok su takvi spojevi čija kemijska formula završava s OH, na primjer, KOH (kalij
hidroksid), NaOH (Natrijev hidroksid) poznat je kao baza. pH-skala (koncentracija vodikovih iona u otopini) je manja od sedam, dok je veća od 7 u bazi. - Kiseline su kisele, daju osjećaj pečenja, općenito ljepljive, reagiraju s metalima da bi stvorile vodikov plin. Iako su baze suprotne jer su gorke, uglavnom bez mirisa (osim amonijaka), klizave su; baze reagiraju s mastima i uljima.
- U fenoftaleinu indikatne kiseline ostaju bezbojne, a baza daje ružičastu boju . Iako se u lakmus papir ispitnim kiselinama plavi lakmusov papir pretvara u crveni, a crveni lakmusov papir u plavi.
- Jačina kiselina ovisi o koncentraciji hidronijevih iona, dok jačina ovisi o koncentraciji hidroksidnih iona.
- Kiseline disociraju da daju slobodne vodikove ione (H + ) kad se miješaju u vodi, dok se baze disociraju da daju slobodne hidroksidne ione (OH– ) kad se miješaju u vodi.
- Malo je primjera kiselina klorovodična kiselina (HCl), sumporna kiselina (H2SO4), dušična kiselina (HNO3), ugljična kiselina (H2CO3). Primjeri baza su amonijev hidroksid (NH4OH), kalcijev hidroksid (Ca (OH) 2), natrijev hidroksid (NaOH).
Zaključak
Vrijedno je ukratko razumjeti neke osnovne fizičke i kemijske principe koji su izravno ili neizravno povezani sa životom. Kiseline i baza su neke od njih. U gornjem smo sadržaju raspravljali o njima, zajedno s njihovim svojstvima. O tri važne teorije razgovaramo i s nekim primjerima. Zaključujemo da su oni važan dio života i često ih koristimo, ne samo u laboratoriju za kemiju, već i svakodnevno.
