zuren en basen

Chemie

2022

We leggen uit wat zuren en basen zijn, hun kenmerken, indicatoren en voorbeelden. Ook, wat is de neutralisatiereactie.

Stoffen met een pH lager dan 7 zijn zuur en die met een pH hoger dan 7 zijn basen.

Wat zijn zuren en basen?

Een zuur is dat chemische substantie in staat om op te geven protonen (H +) naar een andere chemische stof. Een base is die chemische stof die protonen (H+) van een andere chemische stof kan vangen.

Er zijn echter twee fundamentele theorieën om te verklaren wat zuren en basen zijn: de Arrhenius-theorie en de Brönsted-Lowry-theorie.

Volgens de Arrhenius-theorie:

Een zuur is een stof die protonen (H+) afstaat in een waterige oplossing. Dat wil zeggen, het is een neutrale stof die, wanneer opgelost in water, dissocieert in zijn ionen volgens het volgende: reactie vertegenwoordiger:

Bijvoorbeeld: zoutzuur (HCl)

Een base is een stof die OH-ionen afstaat in een waterige oplossing. Bijvoorbeeld: natriumhydroxide (NaOH)

Deze theorie heeft zijn beperkingen, omdat deze verbindingen volgens haar alleen worden gedefinieerd in waterige oplossing en niet in andere media. Bovendien verklaart het geen verbindingen zoals ammoniak (NH3), dat een base is, maar omdat het geen OH– heeft in zijn samenstelling, voldoet het niet aan de Arrhenius-definitie van base.

Voor dit alles was een nieuwe theorie nodig om de begrippen zuur en base beter uit te leggen. Dus later ontwikkelden Brönsted en Lowry een nieuwe theorie, die de principes van Arrhenius omvat, maar die niet alleen in waterige oplossing wordt bedacht, en daarom veel uitgebreider is.

Volgens de Brönsted-Lowry-theorie:

Volgens deze theorie is een zuur een chemische stof die in staat is protonen (H+) af te staan ​​aan een andere chemische stof en een base is die chemische stof die in staat is protonen (H+) van een andere chemische stof op te vangen.

Volgens deze theorie is een zuur-basereactie een evenwicht dat kan worden uitgedrukt als:

Waarbij HA zich als zuur gedraagt, omdat het een proton H + opgeeft om als A– te blijven. Aan de andere kant gedraagt ​​B zich als een base, omdat het een proton H + vangt om HB + te worden.

Sommige stoffen kunnen zich tegelijkertijd als zuren en basen gedragen en zouden amfoteer zijn. Dit hangt af van de omgeving waarin ze zijn of met wie ze reageren. Een voorbeeld van dit type stof is water:

In de eerste vergelijking vangt het water een proton H + op, gedraagt ​​zich als een base en wordt H3O +. In de vergelijking geeft water een proton H + op, gedraagt ​​zich als een zuur en wordt OH–.

Blijkbaar hebben zuren en basen in beide theorieën verschillende verhoudingen van waterstofionen (H +). Dit bepaalt de zuurgraad (in het geval van zuren) of de alkaliteit of basiciteit (in het geval van basen).

De pH is de grootte die wordt gebruikt om de zuurgraad of alkaliteit van een oplossing te meten, dat wil zeggen, het geeft de concentratie van waterstofionen aan die erin aanwezig zijn.

  • Zuren. Stoffen met een pH van 0 tot 6.
  • Neutrale Stof met pH 7 (water).
  • Basen / alkaliën. Stoffen met een pH van 8 tot 14.

Hoe lager de pH van een stof, hoe hoger de zuurgraad. Zuiver HCl heeft bijvoorbeeld een pH die dicht bij 0 ligt. Aan de andere kant, hoe hoger de pH van een stof, hoe groter de alkaliteit. Bijtende soda heeft bijvoorbeeld een pH die gelijk is aan 14.

Kenmerken van zuren en basen

Zowel zuren als basen kunnen voorkomen als: vloeistoffen, stevig of gassen. Aan de andere kant kunnen ze bestaan ​​als: pure substanties of verdund, met behoud van veel van zijn eigenschappen.

Het verschil in pH is het meest opvallende kenmerk van elk. Wanneer de pH-waarde van een verbinding een van zijn uitersten bereikt, betekent dit dat deze verbinding zeer gevaarlijk is voor de meeste stoffen, zowel biologisch, Wat anorganisch.

Zuren en basen hebben verschillende fysieke kenmerken:

zuren

  • Ze hebben een zure smaak (bijvoorbeeld: zuur aanwezig in diverse citrusvruchten).
  • Ze zijn zeer corrosief en kunnen chemische brandwonden aan de huid of ademhalingsschade veroorzaken als hun gassen worden ingeademd.
  • Het zijn goede dirigenten van de elektriciteit in waterige oplossingen.
  • Ze reageren met metalen zouten en waterstof produceren.
  • Ze reageren met metaaloxiden om zout te vormen en Water.

basissen

  • Ze hebben een karakteristieke bittere smaak.
  • Ze zijn goede geleiders van elektriciteit in oplossingen waterig.
  • Ze zijn irriterend voor de huid: ze lossen huidvet op en kunnen door hun bijtende werking organisch materiaal vernietigen. Zijn ademen het is ook gevaarlijk.
  • Ze hebben een zeepachtige touch.
  • Ze zijn oplosbaar in water.

Zuren en basen in het dagelijks leven

Accuzuur vormt een zout door te reageren met metalen.

De aanwezigheid van zuren en basen in ons dagelijks leven is overvloedig. In de batterijen van onze elektronische apparaten bevinden zich bijvoorbeeld meestal: zwavelzuur. Om deze reden, wanneer ze beschadigd zijn en hun inhoud in het apparaat wordt gegoten, reageren ze met het metaal van de elektroden en creëren ze een witachtig zout.

Er zijn ook milde zuren die we dagelijks gebruiken, zoals: azijnzuur (azijn), acetylsalicylzuur (aspirine), ascorbinezuur (vitamine C), koolzuur (aanwezig in koolzuurhoudende frisdranken), citroenzuur (aanwezig in citrusvruchten) of zoutzuur (maagsap dat onze maag afscheidt om voedsel op te lossen).

Wat de basen betreft, wordt natriumbicarbonaat gebruikt om te bakken, als deodorant en in verschillende remedies tegen brandend maagzuur. Andere veelgebruikte basen zijn natriumcarbonaat (wasmiddel), natriumhypochloriet (schoonmaakbleekmiddel), magnesiumhydroxide (laxeermiddel) en calciumhydroxide (bouwkalk).

Zuur- en base-indicatoren

De manier om onderscheid te maken tussen een zure verbinding en een basische is door de pH-waarde te meten. Tegenwoordig zijn er talloze methoden om de pH van een stof te meten.

  • Zuur-base-indicatoren gebruiken. Indicatoren zijn verbindingen die veranderen van kleur door de pH van de oplossing waarin ze worden gevonden te veranderen. Fenolftaleïne is bijvoorbeeld een vloeistof die roze wordt als het aan een base wordt toegevoegd en kleurloos wordt als het aan een zuur wordt toegevoegd. Een ander voorbeeld is lakmoespapier, dat wordt ondergedompeld in een oplossing en als het rood of oranje wordt, is het een zure stof en als het donker wordt, is het een basische oplossing.
  • Gebruik een potentiometer of pH-meter. Er zijn elektronische apparaten die ons direct de pH-waarde van een oplossing geven.

Neutralisatie-reactie

De neutralisatiereactie of (zuur-basereactie) is a chemische reactie Wat gebeurt er als deze twee soorten verbindingen worden gemengd en in ruil daarvoor een zout en een bepaalde hoeveelheid water krijgen. Deze reacties zijn meestal: exotherm (ze genereren warmte) en zijn naam komt van het feit dat de zuur- en base-eigenschappen elkaar opheffen.

Om neutralisatiereacties te classificeren, is het belangrijk om de soorten zuren en basen te kennen.

  • Sterk zuur. Het is een zuur dat in waterige oplossing volledig geïoniseerd is, dat wil zeggen dat het volledig wordt omgezet in ionen waaruit zijn molecuul bestaat. Bijvoorbeeld: HCl (aq), HBr (aq), H2SO4 (aq).
  • Sterke basis. Het is een base die in een waterige oplossing volledig geïoniseerd is, dat wil zeggen dat hij volledig wordt omgezet in de ionen waaruit het molecuul bestaat. Bijvoorbeeld: NaOH (aq), LiOH (aq), KOH (aq).
  • Zwak zuur. Het is een zuur dat in waterige oplossing gedeeltelijk geïoniseerd is, dat wil zeggen dat het niet volledig wordt omgezet in de ionen waaruit het molecuul bestaat. Daarom is de ionenconcentratie in oplossing van dit type zuur lager dan in een sterk zuur. Bijvoorbeeld: citroenzuur, koolzuur (H2CO3)
  • Zwakke basis. Het is een base die in waterige oplossing gedeeltelijk wordt geïoniseerd. Dat wil zeggen, het is NIET volledig getransformeerd in de ionen waaruit het molecuul bestaat. Daarom is de ionenconcentratie in oplossing van dit type base lager dan in een sterke. Bijvoorbeeld: ammoniak (NH3), ammoniumhydroxide (NH4OH)

Neutralisatiereacties kunnen op vier manieren plaatsvinden, afhankelijk van de eigenschappen van hun reagentia:

  • Een sterk zuur en een sterke base. Het meest voorkomende reagens blijft in oplossing ten opzichte van het andere. De pH van de resulterende oplossing zal afhangen van welk reagens in grotere proportie.
  • Een zwak zuur en een sterke base. Er wordt een oplossing met een basische pH verkregen, de base blijft in de oplossing.
  • Een sterk zuur en een zwakke base. Het zuur wordt geneutraliseerd en afhankelijk van de concentratiegraad van het zuur blijft een zuurgehalte in oplossing. De pH van de resulterende oplossing is zuur.
  • Een zwak zuur en een zwakke base. Het resultaat zal zuur of basisch zijn, afhankelijk van de concentraties van uw reagentia.

Voorbeelden van zuren en basen

zuren

    • Zoutzuur (HCl)
    • Zwavelzuur (H2SO4)
    • Salpeterzuur (HNO3)
    • Perchloorzuur (HClO4)
    • Mierenzuur (CH2O2)
    • Broomzuur (HBrO3)
    • Boorzuur (H3BO3)
    • Azijnzuur (C2H4O2)

basissen

  • Natronloog (NaOH)
  • Calciumhydroxide (Ca (OH) 2)
  • Ammoniak (NH3)
  • Natriumbicarbonaat (NaHCO3)
  • Kaliumhydroxide (KOH)
  • Natriumhypochloriet (NaClO)
  • Calciumfluoride (CaF2)
  • Bariumhydroxide (Ba [OH] 2)
  • IJzer (III) hydroxide (Fe [OH] 3)
!-- GDPR -->