Obstaja na stotine primerov kislin in baz, ki jih najdemo v vseh vejah kemije, vendar so kot celota ločeni na dve veliki družini: anorgansko in organsko. Anorganske kisline so običajno znane kot mineralne kisline, za katere je značilno, da so še posebej močne v primerjavi z organskimi.
Kisline in baze se razumejo kot snovi s kislimi ali saponastimi okusi. Oboje je jedko, čeprav se za močne podlage pogosto uporablja beseda kavstika. Skratka: kožo opečejo in korodirajo, če se je dotaknejo. Njegove značilnosti v topilnih medijih so skozi zgodovino vodile vrsto definicij.
Obnašanje kislin in baz pri raztapljanju v vodi. Vir: Gabriel Bolívar.
Spodnja slika prikazuje splošno obnašanje kislin in baz, ko jih dodamo ali raztopimo v kozarcu vode. Kisline proizvedemo raztopine z vrednostjo pH pod 7 zaradi oksonijevih ionov H 3 O + ; medtem ko baze proizvajajo raztopine s pH nad 7 zaradi hidroksilnih (ali hidroksilnih) ionov, OH - .
Če dodamo klorovodikovo kislino, HCl (rdeča kapljic), da steklo, bo H 3 O + in Cl - ionov hidrirani. Po drugi strani, če ponovimo poskus z natrijevim hidroksidom, NaOH (vijolična kapljica), bomo imeli OH - in Na + ione .
Opredelitve
Vse bolj preučene in razumljene značilnosti kislin in baz so za te kemične spojine določile več kot eno definicijo. Med temi opredelitvami imamo Arrenijevo, Bronsted-Lowryjevega in na koncu Lewisovega. Preden navajamo primere, je treba to jasno povedati.
Arrenija
Kisline in baze, po katerem Arrhenius, so tisti, ki, kadar je raztopljen v vodi, dobimo H 3 O + ali OH - ionov oz. Se pravi, slika že predstavlja to definicijo. Vendar sama zanemarja nekatere kisline ali baze, ki so prešibke, da bi proizvajale take ione. Tukaj pride definicija Bronsted-Lowry.
Bronsted-Lowry
Bronsted-Lowry kisline so tiste, ki lahko dajejo ione H + , osnove pa so tiste, ki te H + sprejemajo . Če kislina zelo enostavno podari svoj H + , to pomeni, da je močna kislina. Enako se zgodi z osnovami, vendar sprejemanje H + .
Tako imamo močne ali šibke kisline in baze, njihove sile pa merimo v različnih topilih; predvsem v vodi, iz katere so vzpostavljene znane pH enote (0 do 14).
Zato bo močna kislina HA v celoti podarila svoj H + vodi v reakciji kot:
HA + H 2 O => A - + H 3 O +
Kjer je A - konjugirana baza HA. Zato je H 3 O + prisotni v steklu s kislo raztopino prihaja od tod .
Medtem bo šibka baza B deprotonirala vodo, da bi pridobila svoje H + :
B + H 2 O <=> HB + OH -
Če je HB konjugirana kislina B. To velja za amoniak, NH 3 :
NH 3 + H 2 O <=> NH 4 + + OH -
Zelo močna podlaga lahko neposredno daja OH-ione - brez potrebe po reakciji z vodo; tako kot NaOH.
Lewis
Nazadnje so Lewisove kisline tiste, ki pridobivajo ali sprejemajo elektrone, Lewisove baze pa so tiste, ki dajejo ali izgubljajo elektrone.
Na primer, Bronsted-Lowryjeva baza NH 3 je tudi Lewisova baza, saj dušikov atom sprejme H +, tako da mu podari svoj par prostih elektronov (H 3 N: H + ). Zato se tri definicije med seboj ne strinjajo, temveč se prepletajo in pomagajo preučevati kislost in bazičnost v širšem spektru kemičnih spojin.
Primeri kislin
Po razjasnitvi definicij bo v nadaljevanju navedeni niz kislin z njihovimi formulami in imeni:
-HF: fluorovodikova kislina
-HBr: bromovodikova kislina
-HI: hidrojodna kislina
H 2 S: vodikov sulfid
-H 2 Se: selenhidrična kislina
-H 2 Te: telurhidrična kislina
Gre za binarne kisline, ki jih imenujemo tudi hidracidi, h katerim spada omenjena klorovodikova kislina HCl.
-HNO 3 : dušikova kislina
-HNO 2 : dušikova kislina
-HNO: hiponitronska kislina
-H 2 CO 3 : ogljikova kislina
-H 2 CO 2 : ogljikova kislina, ki je dejansko bolj znana po imenu mravljinčna kislina, HCOOH, najpreprostejša organska kislina od vseh
-H 3 PO 4 : fosforjeva kislina
H 3 PO 3 ali H 2 : fosforjeva kislina, s HP vezjo
H 3 PO 2 ali H: fosfinsko kislino, z dvema HP vezi
-H 2 SO 4 : žveplova kislina
-H 2 SO 3 : žveplova kislina
H 2 S 2 O 7 : disulfuric kislina
-HIO 4 : periodična kislina
-HIO 3 : joda kislina
-HIO 2 : joda kislina
-HIO: hipoiodinska kislina
-H 2 CrO 4 : kromova kislina
-HMnO 4 : manganska kislina
-CH 3 COOH: ocetna kislina (kis)
CH 3 SO 3 H: metansulfonska
Vse omenjene kisline, razen mravljinčne in zadnje dve, so znane kot oksidate ali trojnice.
Drugi:
-AlCl 3 : aluminijev klorid
-FeCl 3 : železov klorid
-BF 3 : borov trifluorid
-Metalni kationi, raztopljeni v vodi
Karbokacije
-H (CHB 11 Cl 11 ): superacidni karboran
- FSO 3 H: fluorosulfonska kislina
- HSbF 6 : fluoroantimonska kislina
- FSO 3 H SbF 5 : čarobna kislina
Zadnja štiri primera sestavljajo grozljive super kisline; spojine, ki lahko razkrojijo skoraj vsak material samo z dotikom. AlCl 3 je primer Lewisove kisline, saj je kovinsko središče aluminija sposobno sprejemati elektrone zaradi svoje elektronske pomanjkljivosti (ne konča svojega valentnega okteta).
Primeri podlag
Med anorganskimi bazami imamo kovinske hidrokside, na primer natrijev hidroksid, in nekaj molekularnih hidridov, kot je že omenjeni amonijak. Tu so še drugi primeri podlag:
-KOH: kalijev hidroksid
-LiOH: litijev hidroksid
-RbOH: rubidij hidroksid
-CsOH: cezijev 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 : železov hidroksid
-Fe (OH) 3 : železov hidroksid
-Al (OH) 3 : aluminijev hidroksid
-Pb (OH) 4 : svinčevega hidroksida
-Zn (OH) 2 : cinkov hidroksid
-Cd (OH) 2 : kadmijev hidroksid
-Cu (OH) 2 : klor hidroksid
-Ti (OH) 4 : titanski hidroksid
-PH 3 : fosfin
-AsH 3 : arzin
-NaNH 2 : natrijev amid
- C 5 H 5 N: piridin
- (CH 3 ) S: trimetilamin
- C 6 H 5 NH 2 : fenilamin ali anilin
-NaH: natrijev hidrid
-KH: kalijev hidrid
-Karbanioni
-Li 3 N: litijev nitrid
-Alkoksidi
- 2 NLi: litijev diizopropilamid
-Dietilinbenzen anion: C 6 H 4 C 4 2- (najmočnejša baza doslej znana)
Reference
- Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Kemija (8. izd.). CENGAGE Učenje.
- Shiver & Atkins. (2008). Anorganska kemija. (Četrta izdaja). Mc Graw Hill.
- Naomi Hennah (10. oktober 2018). Kako se naučiti kislin, baz in soli. Pridobljeno: edu.rsc.org
- Helmenstine, Anne Marie, dr. (31. avgusta 2019). Formule navadnih kislin in baz. Pridobljeno: misel.com
- David Wood. (2019). Primerjava običajnih kislin in baz. Študij. Pridobljeno: study.com
- Ross Pomeroy (2013, 23. avgusta). Najmočnejše kisline na svetu: kot ogenj in led. Pridobljeno: realclearscience.com
- Wikipedija. (2019). Dietinilbenzen dianion. Pridobljeno: en.wikipedia.org