Kyseliny a zásady a definice

Existuje několik způsobů definování kyselin a základny. I když se tyto definice vzájemně neodporují, liší se v tom, jak jsou inkluzivní. Nejběžnější definice kyselin a bází jsou arrheniové kyseliny a báze, Brønsted-Lowryovy ​​kyseliny a báze a Lewisovy kyseliny a báze. Antoine Lavoisier, Humphry Davy a Justus Liebig také dělali pozorování týkající se kyselin a zásad, ale formalizační definice formalizovat ne.

Arrheniová teorie kyselin a základy sahají až do roku 1884, na základě jeho pozorování, že soli, jako je chlorid sodný, se disociují na to, co nazval ionty když je umístěn do vody.

• kyseliny produkují H⁺ ionty ve vodných roztocích
• báze produkují OH^- ionty ve vodných roztocích
• potřebná voda, takže to umožňuje pro vodné roztoky
• povoleny jsou pouze protické kyseliny; nutné k výrobě vodíkových iontů
• jsou povoleny pouze hydroxidové báze

Brønstedova nebo Brønsted-Lowryova teorie popisuje acidobazické reakce jako kyselinu uvolňující proton a bázi přijímající

• kyseliny jsou donory protonů
• báze jsou akceptory protonů
• vodné roztoky jsou přípustné
• kromě hydroxidů jsou přípustné báze
• povoleny jsou pouze protické kyseliny

Lewisova teorie kyselin a zásad je nejméně restriktivní model. Vůbec se nezabývá protony, ale výlučně elektronovými páry.

• kyseliny jsou akceptory elektronových párů
• báze jsou dárci elektronových párů
• nejméně omezující definice acidobazické báze

Robert Boyle popsal vlastnosti kyseliny a zásady v roce 1661. Tyto vlastnosti mohou být použity pro snadné rozlišení mezi oběma chemickými látkami bez provedení komplikovaných testů:

• chutná kyselá (nechutnají je!) - slovo „kyselina“ pochází z latiny acere, což znamená „kyselé“
• kyseliny jsou žíravé
• kyseliny mění lakmus (modré zeleninové barvivo) z modré na červenou
• jejich vodné (vodní) roztoky vedou elektrický proud (jsou elektrolyty)
• reagovat s bázemi za vzniku solí a vody
• rozvíjet se vodíkový plyn (H₂) při reakci s aktivním kovem (jako jsou alkalické kovy, kovy alkalických zemin, zinek, hliník)

Běžné kyseliny

• kyselina citronová (z některých druhů ovoce a zeleniny, zejména citrusových plodů)
• kyselina askorbová (vitamin C, z některých druhů ovoce)
• ocet (5% kyselina octová)
• kyselina uhličitá (pro sycení nealkoholických nápojů)
• kyselina mléčná (v podmáslí)

• chutnejte hořce (nechutnejte!)
• cítit se kluzko nebo mýdlo (nedotýkejte se jich libovolně!)
• základny nemění barvu lakmusu; mohou z červeného (okyseleného) lakmusu vrátit modrou barvu
• jejich vodné (vodní) roztoky vedou elektrický proud (jsou elektrolyty)
• reagovat s kyselinami za vzniku solí a vody

Běžné základy

• čistící prostředky
• mýdlo
• louh (NaOH)
• amoniak pro domácnost (vodný)

síla kyselin a zásad závisí na jejich schopnosti disociovat se nebo pronikat do jejich iontů ve vodě. Silná kyselina nebo silná báze se zcela disociuje (např. HC1 nebo NaOH), zatímco slabá kyselina nebo slabá báze se disociová jen částečně (např. Kyselina octová).

Konstanta disociace kyseliny a disociační konstanta báze označuje relativní sílu kyseliny nebo báze. Kyselinová disociační konstanta K_A je rovnovážná konstanta disociace acidobazická:

HA + H₂O ⇆ A^- + H₃Ó⁺

kde HA je kyselina a A^- je konjugovaná báze.

K_A = [A^-] [H₃Ó⁺] / [HA] [H₂Ó]

To se používá pro výpočet pK_A, logaritmická konstanta:

pk_A = - log₁₀ K_A

Čím větší je pK_A hodnota, tím menší je disociace kyseliny a slabší kyselina. Silné kyseliny mají pK_A méně než -2.