- Mik azok a savak és bázisok?
- Savak és bázisok jellemzői
- Savak és bázisok a mindennapi életben
- Sav és bázis indikátorok
- Semlegesítési reakció
- Példák savakra és bázisokra
Elmagyarázzuk, mik a savak és bázisok, jellemzőiket, indikátoraikat és példákat. Továbbá, mi a semlegesítési reakció.
A 7-nél kisebb pH-jú anyagok savasak, a 7-nél nagyobb pH-jú anyagok bázisok.Mik azok a savak és bázisok?
Egy sav az vegyi anyag engedni képes protonok (H +) egy másik vegyszerre. A bázis az a kémiai anyag, amely képes protonokat (H +) megragadni egy másik kémiai anyagból.
Azonban két alapvető elmélet létezik a savak és bázisok magyarázatára: az Arrhenius-elmélet és a Brönsted-Lowry-elmélet.
Arrhenius elmélete szerint:
A sav olyan anyag, amely vizes oldatban protonokat (H +) ad le. Vagyis semleges anyag, amely vízben oldva az alábbiak szerint disszociál ionjaira reakció reprezentatív:
Például: sósav (HCl)
A bázis olyan anyag, amely vizes oldatban OH-ionokat ad le. Például: nátrium-hidroxid (NaOH)
Ennek az elméletnek megvannak a korlátai, mert szerinte ezek a vegyületek csak vizes oldatban határozhatók meg, más közegben nem. Továbbá nem magyarázza meg az olyan vegyületeket, mint az ammónia (NH3), amely bázis, de mivel összetételében nincs OH–, nem felel meg a bázis Arrhenius-definíciójának.
Mindehhez új elméletre volt szükség, amely jobban megmagyarázza a sav és a bázis fogalmát. Így később Brönsted és Lowry kidolgozott egy új elméletet, amely magában foglalja az Arrhenius-elveket, de nem csak vizes oldatban gondolkodik, ezért sokkal átfogóbb.
A Brönsted-Lowry elmélet szerint:
Ezen elmélet szerint a sav olyan kémiai anyag, amely képes protonokat (H +) átadni egy másik kémiai anyagnak, a bázis pedig az a kémiai anyag, amely képes protonokat (H +) megragadni egy másik kémiai anyagból.
Ezen elmélet szerint a sav-bázis reakció egy egyensúly, amely a következőképpen fejezhető ki:
Ahol a HA savként viselkedik, mivel egy H + protont ad fel, hogy A– maradjon. Másrészt, B úgy viselkedik, mint egy bázis, mivel befog egy H + protont és HB + lesz.
Egyes anyagok egyidejűleg savként és bázisként is viselkedhetnek, és amfoternek mondják. Ez attól függ, hogy milyen környezetben vannak, vagy kivel reagálnak. Ilyen típusú anyag például a víz:
Az első egyenletben a víz felfog egy H + protont, amely bázisként viselkedik és H3O + lesz. Míg az egyenletben a víz egy H + protont ad fel, savként viselkedik és OH– lesz.
Úgy tűnik, mindkét elméletben a savak és a bázisok eltérő arányban tartalmazzák a hidrogénionokat (H +). Ez határozza meg a savasságát (savak esetén) vagy lúgosságát vagy bázikusságát (bázisok esetén).
A pH az oldat savasságának vagy lúgosságának mérésére használt nagyság, vagyis a benne lévő hidrogénionok koncentrációját jelzi.
- Savak. 0 és 6 közötti pH-értékű anyagok.
- Semleges 7-es pH-jú anyag (víz).
- Bázisok/lúgok. 8-14 pH-értékű anyagok.
Minél alacsonyabb egy anyag pH-ja, annál magasabb a savassága. Például a tiszta HCl pH-ja közel 0. Másrészt, minél magasabb egy anyag pH-ja, annál nagyobb a lúgossága. Például a marónátron pH-ja 14.
Savak és bázisok jellemzői
Savak és bázisok egyaránt létezhetnek folyadékok, szilárd vagy gázok. Másrészt létezhetnek úgy tiszta anyagok vagy hígítva, megőrizve számos tulajdonságát.
A pH különbség a legszembetűnőbb jellemzője mindegyiknek. Ha egy vegyület pH-értéke eléri az egyik szélsőértéket, az azt jelenti, hogy ez a vegyület rendkívül veszélyes a legtöbb anyagra, mindkettőre organikus, Mit szervetlen.
A savak és bázisok eltérő fizikai jellemzőkkel rendelkeznek:
Savak
- Savanyú ízük van (például: sav jelen van különféle citrusfélékben).
- Erősen maró hatásúak, és gázok belélegzése esetén kémiai égési sérüléseket okozhatnak a bőrön vagy légúti károsodást okozhatnak.
- Jó karmesterei a elektromosság vizes oldatokban.
- -vel reagálnak fémek sókat és hidrogént termelnek.
- Fémoxidokkal reagálva sót és Víz.
Alapok
- Jellegzetes keserű ízük van.
- Jó elektromos vezetők megoldásokat vizes.
- Bőrirritáló hatásúak: oldják a bőrzsírt, maró hatásuk miatt elpusztíthatják a szerves anyagokat. Övé lélegző az is veszélyes.
- Szappanos tapintásúak.
- Vízben oldódnak.
Savak és bázisok a mindennapi életben
Az akkumulátorsav fémekkel reagálva sót hoz létre.A savak és bázisok jelenléte mindennapi életünkben bőséges. Például elektronikus eszközeink akkumulátoraiban általában vannak kénsav. Emiatt, ha megsérülnek és tartalmukat a készülékbe öntik, reakcióba lépnek az elektródák fémével, és fehéres sót képeznek.
Vannak olyan enyhe savak is, amelyeket napi szinten kezelünk, mint pl ecetsav (ecet), acetilszalicilsav (aszpirin), aszkorbinsav (C-vitamin), szénsav (a szénsavas üdítőkben), citromsav (a citrusfélékben található) vagy sósav (gyomrunk a táplálék feloldására választja ki).
Ami az alapokat illeti, a nátrium-hidrogén-karbonátot sütéshez, dezodorként és különféle gyomorégés elleni gyógymódokban használják. További gyakran használt bázisok a nátrium-karbonát (mosószer), a nátrium-hipoklorit (tisztító fehérítő), a magnézium-hidroxid (hashajtó) és a kalcium-hidroxid (építőmész).
Sav és bázis indikátorok
A savas és a bázikus vegyület megkülönböztetésének módja a pH-érték mérése. Manapság számos módszer létezik egy anyag pH-értékének mérésére.
- Sav-bázis indikátorok használata. Az indikátorok olyan vegyületek, amelyek a szín az oldat pH-értékének megváltoztatásával, amelyben megtalálhatók. Például a fenolftalein olyan folyadék, amely rózsaszínűvé válik, ha bázishoz adjuk, és színtelenné válik, ha savhoz adjuk. Egy másik példa a lakmuszpapír, amelyet oldatba merítenek, és ha pirosra vagy narancssárgára válik, akkor savas anyag lesz, ha pedig elsötétül, akkor bázikus oldat lesz.
- Potenciométer vagy pH-mérő segítségével. Vannak elektronikus berendezések, amelyek közvetlenül megadják az oldat pH-értékét.
Semlegesítési reakció
A semlegesítési reakció vagy (sav-bázis reakció) a kémiai reakció Mi történik, ha ezt a két típusú vegyületet összekeverik, és cserébe sót és bizonyos mennyiségű vizet kapnak. Ezek a reakciók általában hőtermelő (generálnak hőség) és a neve onnan ered, hogy a sav és a bázis tulajdonságai kioltják egymást.
A semlegesítési reakciók osztályozásához fontos ismerni a savak és bázisok típusait.
- Erős sav. Ez egy sav, amely vizes oldatban teljesen ionizálódik, azaz teljesen átalakul azzá ionok amelyek a molekuláját alkotják. Például: HCl (vizes), HBr (vizes), H2SO4 (vizes).
- Erős alap. Ez egy bázis, amely vizes oldatban teljesen ionizálódik, azaz teljesen átalakul a molekuláját alkotó ionokká. Például: NaOH (vizes), LiOH (vizes), KOH (vizes).
- Gyenge sav. Ez egy sav, amely vizes oldatban részlegesen ionizálódik, azaz nem alakul át teljesen a molekuláját alkotó ionokká. Ezért az ilyen típusú sav oldatában az ionkoncentráció alacsonyabb, mint az erős savban. Például: citromsav, szénsav (H2CO3)
- Gyenge alap. Ez egy bázis, amely vizes oldatban részlegesen ionizálódik. Vagyis NEM alakul át teljesen a molekuláját alkotó ionokká. Ezért az ilyen típusú bázisok oldatában az ionkoncentráció alacsonyabb, mint az erős oldatban. Például: ammónia (NH3), ammónium-hidroxid (NH4OH)
A semlegesítési reakciók a reagenseik tulajdonságaitól függően négyféleképpen fordulhatnak elő:
- Erős sav és erős bázis. A legnagyobb mennyiségben előforduló reagens oldatban marad a másikhoz képest. A kapott oldat pH-ja attól függ, hogy melyik reagensben van nagyobb arány.
- Gyenge sav és erős bázis. Bázikus pH-jú oldatot kapunk, a bázis az oldatban marad.
- Erős sav és gyenge bázis. A savat semlegesítjük, és a sav koncentrációjának mértékétől függően a sav aránya az oldatban marad. A kapott oldat pH-ja savas.
- Gyenge sav és gyenge bázis. Az eredmény savas vagy lúgos lesz, a reagensek koncentrációjától függően.
Példák savakra és bázisokra
Savak
-
- Sósav (HCl)
- Kénsav (H2SO4)
- Salétromsav (HNO3)
- Perklórsav (HClO4)
- Hangyasav (CH2O2)
- Brómsav (HBrO3)
- Bórsav (H3BO3)
- Ecetsav (C2H4O2)
Alapok
- Marónátron (NaOH)
- Kalcium-hidroxid (Ca (OH) 2)
- Ammónia (NH3)
- Nátrium-hidrogén-karbonát (NaHCO3)
- Kálium-hidroxid (KOH)
- Nátrium-hipoklorit (NaClO)
- Kalcium-fluorid (CaF2)
- Bárium-hidroxid (Ba [OH] 2)
- Vas (III)-hidroxid (Fe [OH] 3)