Є сотні прикладів кислот та основ, які можна знайти у всіх галузях хімії, але які в цілому розділені на дві великі сім'ї: неорганічну та органічну. Неорганічні кислоти зазвичай відомі як мінеральні кислоти, які характеризуються особливо сильною порівняно з органічними.
Під кислотами і основами розуміють речовини, що мають відповідно кислий або солоний смак. Обидва є корозійними, хоча слово "їдкий" часто використовується для сильних підстав. Коротше кажучи: вони спалюють і роз’їдають шкіру, якщо торкнутися її. Його характеристики в розчинникових середовищах керувались рядом визначень протягом усієї історії.
Поведінка кислот та основ при розчиненні у воді. Джерело: Габріель Болівар.
На зображенні нижче показано загальну поведінку кислот та основ під час їх додавання чи розчинення у склянці води. Кислоти утворюють розчини зі значеннями pH нижче 7 за рахунок іонів гідронію, H 3 O + ; в той час як основи утворюють розчини з рН вище 7 завдяки гідроксильним (або гідроксильним) іонам, ОН - .
Якщо додати в склянку соляну кислоту, HCl (червона крапля), будуть гідратовані іони H 3 O + та Cl - Cl . З іншого боку, якщо ми повторимо експеримент з гідроксидом натрію, NaOH (фіолетова крапля), у нас будуть іони ОН - та Na + .
Визначення
Все більш вивчені та зрозумілі характеристики кислот та основ встановили не одне визначення для цих хімічних сполук. Серед цих визначень є Арреній, Бронстед-Лоурі і, нарешті, Льюїс. Перш ніж наводити приклади, слід чітко ознайомитися з цим.
Арреній
За Арренієм, кислоти та основи - це ті, які при розчиненні у воді утворюють іони H 3 O + або OH - відповідно. Тобто зображення вже представляє це визначення. Однак сама по собі вона нехтує деякими кислотами або основами занадто слабкими, щоб виробляти такі іони. Сюди входить визначення Бронстеда-Лоурі.
Бронстед-Лоурі
Кислоти Бронстед-Лоурі - це ті, які можуть дарувати іони Н + , а основи - це ті, які приймають ці Н + . Якщо кислота дуже легко дарує свою Н + , це означає, що це сильна кислота. Те саме відбувається з основами, але приймаючи Н + .
Таким чином, у нас є сильні або слабкі кислоти і основи, і їх сили вимірюються в різних розчинниках; особливо у воді, з якої встановлені відомі одиниці pH (від 0 до 14).
Тому сильна кислотна НА повністю віддасть свою Н + у воду в такій реакції, як:
HA + H 2 O => A - + H 3 O +
Де A - кон'югована основа HA. Отже, Н 3 Про + присутній в склі з кислим розчином походить від тут .
Тим часом, слабке підстава B знешкодить воду, щоб отримати відповідну Н + :
B + H 2 O <=> НВ + ОН -
Де НВ - кон'югована кислота В. Це стосується аміаку, NH 3 :
NH 3 + H 2 O <=> NH 4 + + OH -
Дуже сильна основа може безпосередньо подавати іони ОН - без необхідності реагувати з водою; так само, як NaOH.
Льюїс
Нарешті, кислоти Льюїса - це ті, що набирають або приймають електрони, а основи Льюїса - це ті, хто дарує або втрачає електрони.
Наприклад, основа Бронстеда-Лоурі NH 3 також є базою Льюїса, оскільки атом азоту приймає Н + , даруючи йому свою пару вільних електронів (H 3 N: H + ). Ось чому три визначення не розходяться між собою, а скоріше переплітаються та допомагають вивчати кислотність та основні речовини в більш широкому спектрі хімічних сполук.
Приклади кислот
Після уточнення визначень нижче буде згадано ряд кислот з відповідними формулами та назвами:
-ВЧ: фтороводородна кислота
-HBr: бромистоводнева кислота
-HI: йодова кислота
-H 2 S: сірководень
-H 2 Se: селеноводородна кислота
-H 2 Te: теллургоновая кислота
Це бінарні кислоти, які також називаються гідрацидами, до яких належить вищезазначена соляна кислота, HCl.
-HNO 3 : азотна кислота
-HNO 2 : азотна кислота
-HNO: гіпотонічна кислота
-H 2 CO 3 : вугільна кислота
-H 2 CO 2 : вуглекисла кислота, яка насправді відома під назвою мурашина кислота, HCOOH, найпростіша органічна кислота з усіх
-H 3 PO 4 : фосфорна кислота
-H 3 PO 3 або H 2 : фосфорна кислота зі зв'язком HP
-H 3 PO 2 або H: гіпофосфорна кислота, з двома зв’язками HP
-H 2 SO 4 : сірчана кислота
-H 2 SO 3 : сірчана кислота
-H 2 S 2 O 7 : сірчана кислота
-HIO 4 : періодична кислота
-HIO 3 : йодна кислота
-HIO 2 : йодна кислота
-HIO: гіпойодна кислота
-H 2 CrO 4 : хромова кислота
-HMnO 4 : марганова кислота
-CH 3 COOH: оцтова кислота (оцет)
-CH 3 SO 3 H: метансульфонова кислота
Всі ці кислоти, крім мурашиної та двох останніх, відомі як оксикислоти або потрійні кислоти.
Інші:
-AlCl 3 : хлорид алюмінію
-FeCl 3 : хлорид заліза
-BF 3 : трифторид бору
-Метальні катіони, розчинені у воді
-Карбокації
-H (CHB 11 Cl 11 ): суперацидний карборан
- FSO 3 H: фторосульфонова кислота
- HSbF 6 : фтороантимонова кислота
- FSO 3 H SbF 5 : магічна кислота
Останні чотири приклади складають жахливі суперкислоти; сполуки, здатні розпадати майже будь-який матеріал, просто торкаючись його. AlCl 3 - приклад кислоти Льюїса, оскільки металевий центр алюмінію здатний приймати електрони через свій електронний дефіцит (він не завершує свій валентний октет).
Приклади основ
Серед неорганічних основ у нас є гідроксиди металів, такі як гідроксид натрію та деякі молекулярні гідриди, такі як аміак. Ось інші приклади основ:
-KOH: гідроксид калію
-LiOH: гідроксид літію
-RbOH: гідроксид рубідію
-CsOH: гідроксид цезію
-FrOH: гідроксид францію
-Be (OH) 2 : гідроксид берилію
-Mg (OH) 2 : гідроксид магнію
-Ca (OH) 2 : гідроксид кальцію
-Sr (OH) 2 : гідроксид стронцію
-Ba (OH) 2 : гідроксид барію
-Ra (OH) 2 : радіогідроксид
-Fe (OH) 2 : гідроксид заліза
-Fe (OH) 3 : гідроксид заліза
-Al (OH) 3 : гідроксид алюмінію
-Pb (OH) 4 : гідроксид свинцю
-Zn (OH) 2 : гідроксид цинку
-Cd (OH) 2 : гідроксид кадмію
-Cu (OH) 2 : кубовий гідроксид
-Ti (OH) 4 : титановий гідроксид
-PH 3 : фосфін
-Ас 3 : арсін
-NaNH 2 : амід натрію
- C 5 H 5 N: піридин
- (СН 3 ) N: триметиламін
- C 6 H 5 NH 2 : феніламін або анілін
-NaH: гідрид натрію
-ХН: гідрид калію
-Карбаніони
-Li 3 N: нітрид літію
-Алкоксиди
- 2 NLI: діізопропіламід літію
-Дієтинілбензольний аніон: C 6 H 4 C 4 2- (найсильніша база, відома досі)
Список літератури
- Віттен, Девіс, Пек і Стенлі. (2008). Хімія (8-е видання). CENGAGE Навчання.
- Шивер і Аткінс. (2008). Неорганічна хімія. (Четверте видання). Mc Graw Hill.
- Наомі Хенна. (10 жовтня 2018 р.). Як навчити кислоти, основи та солі. Відновлено: edu.rsc.org
- Гельменстін, Анна Марі, к.т.н. (31 серпня 2019 р.). Формули загальних кислот та основ. Відновлено з: thinkco.com
- Девід Вуд. (2019). Порівняння загальних кислот та основ. Вивчення. Відновлено з: study.com
- Росс Померой. (2013 р., 23 серпня). Найсильніші кислоти у світі: як вогонь та лід. Відновлено з: realclearscience.com
- Вікіпедія. (2019). Діетинілбензоловий діаніон. Відновлено з: en.wikipedia.org