Многие кислоты реагируют с химически активными металлами с выделением газообразного водорода.

Металлы над медью в электрохимическом ряду реагируют с разбавленной кислотой с образованием газообразного водорода. (Электрохимическая серия будет представлена ​​в теме «Металлы»)

Один пример реакции кислоты с металлом:

• Когда кусок металлического магния помещается в разбавленную соляную кислоту, он быстро растворяется и выделяется шипучий бесцветный газ без запаха, который при зажигании издает «хлопающий» звук. Газ производится на водороде.
• $ \ text {Mg} (\ text {s}) + 2 \ text {HCl} (\ text {aq}) \ rightarrow \ text {MgCl} _ {2} (\ text {aq}) + \ text { H} _ {2} (\ text {g})
долл. США
• $ \ text {MgCl} $ — это соль, полученная в результате химической реакции между разбавленной соляной кислотой и магнием.

Однако существуют реакции с кислотой и металлами, при которых не выделяется газообразный водород.

• Когда инертные металлы (такие как медь или серебро) добавляют к разбавленным кислотам, реакции не происходит.
• Концентрированная азотная кислота реагирует с металлами, такими как медь, но не выделяет газообразный водород. Вместо этого образуются нитрат (соль), вода и газообразный диоксид азота.
• Свинец не реагирует (или реагирует очень медленно) с разбавленной соляной кислотой и разбавленной серной кислотой. Это связано с тем, что слой нерастворимой соли, хлорида свинца (II) или сульфата свинца (II), образуется в результате начальной реакции между свинцом и разбавленной кислотой. Этот слой не растворяется в воде и быстро образует покрытие вокруг металла.Покрытие защищает металл от дальнейшей реакции с кислотой.

Металлы с высокой реакционной способностью, такие как натрий, калий и кальций, взрывоопасны с кислотами.

Кислота, реагирующая с основаниями

Примечание: Введение в базы находится в следующей подтеме.

Кислоты реагируют с основаниями с образованием только соли и воды. Никаких других продуктов не образуется.

• Например. Реакция взаимодействия оксида меди (II) с азотной кислотой. $ \ text {CuO} (\ text {s}) + 2 \ text {HNO} _ {3} (\ text {aq}) \ rightarrow \ text {Cu} (\ text {NO} _ {3}) _ {2} (\ text {aq}) + \ text {H} _ {2} \ text {O} (\ text {l}) $

Оксид свинца (II) и гидроксид свинца (II) очень медленно реагируют с соляной кислотой из-за образования нерастворимых солей свинца.

Кислота, реагирующая с карбонатами

Кислоты реагируют с карбонатом или гидрокарбонатом с образованием соли, воды и газообразного диоксида углерода.

• Например. Карбонат кальция (известняк), $ \ text {CaCO} _ {3} $ и разбавленная соляная кислота реагируют с выделением углекислого газа.
• $ \ text {CaCO} _ {3} (\ text {s}) + 2 \ text {HCl} (\ text {aq}) \ rightarrow \ text {CaCl} _ {2} (\ text {aq}) + \ text {H} _ {2} \ text {O} (\ text {l}) + \ text {CO} _ {2} (\ text {g}) $

Выделяемый диоксид углерода шипит.Двуокись углерода делает известковую воду меловой.

Эту реакцию часто используют в качестве теста на кислоту.

Получение кислот

Есть два основных способа приготовления кислот:

• растворение неметаллического оксида в воде
• нагревание соли летучей кислоты с концентрированной серной кислотой

Растворение неметаллического оксида в воде

Неметаллические оксиды, растворимые в воде, растворяются с образованием кислого раствора.Ниже приведены несколько примеров.

Двуокись углерода (оксид углерода) растворяется в воде с образованием угольной кислоты.

$$ \ text {CO} _ {2} (\ text {g}) + \ text {H} _ {2} \ text {O} (\ text {l}) \ rightleftharpoons \ text {H} _ { 2} \ text {CO} _ {3} (\ text {aq}) $$

Диоксид серы (оксид серы) растворяется в воде с образованием серной кислоты.

$$ \ text {SO} _ {2} (\ text {g}) + \ text {H} _ {2} \ text {O} (\ text {l}) \ rightleftharpoons \ text {H} _ { 2} \ text {SO} _ {3} (\ text {aq}) $$

Триоксид серы (оксид серы растворяется в воде с образованием серной кислоты.

$$ \ text {SO} _ {3} (\ text {g}) + \ text {H} _ {2} \ text {O} (\ text {l}) \ rightarrow \ text {H} _ { 2} \ text {SO} _ {4} (\ text {aq}) $$

Двуокись азота (оксид азота) растворяется в воде с образованием азота и азотной кислоты.

$$ 2 \ text {NO} _ {2} (\ text {g}) + \ text {H} _ {2} \ text {O} (\ text {l}) \ rightarrow \ text {HNO} _ { 2} (\ text {aq}) + \ text {HNO} _ {3} (\ text {aq}) $$

Оксид фосфора (V) (оксид фосфора) растворяется в воде с образованием фосфорной кислоты.

$$ \ text {P} _ {2} \ text {O} _ {5} (\ text {s}) + 3 \ text {H} _ {2} \ text {O} (\ text {l} ) \ rightarrow 2 \ text {H} _ {3} \ text {PO} _ {4} (\ text {aq}) $$

Нагревание соли летучей кислоты

Когда натриевая или калиевая соль летучей кислоты нагревается с концентрированной серной кислотой, летучая кислота удаляется.Затем кислоту можно конденсировать или растворять в воде.

Летучие кислоты, такие как соляная кислота, получают нагреванием хлорида натрия с концентрированной серной кислотой.

$$ \ text {NaCl} (\ text {s}) + \ text {H} _ {2} \ text {SO} _ {4} (\ text {aq}) \ rightarrow \ text {NaHSO} _ { 4} (\ text {aq}) + \ text {HCl} (\ text {g}) $$

Азотную кислоту получают путем нагревания нитрата натрия с концентрированной серной кислотой.

$$ \ text {NaNO} _ {3} (\ text {s}) + \ text {H} _ {2} \ text {SO} _ {4} (\ text {aq}) \ rightarrow \ text { NaHSO} _ {4} (\ text {aq}) + \ text {HNO} _ {3} (\ text {g}) $$

Кислотные и основные свойства — Концепция

Определение кислот и оснований Аррениуса применимо только к водным растворам.Кислота — это вещество, которое ионизируется в водных растворах с образованием ионов водорода, а основание — это вещество, которое принимает ионы водорода в водных растворах, образуя ионы гидроксида. В определениях Бренстеда-Лоури говорится, что кислоты отдают протоны, а основания принимают протоны. Кислотные и основные свойства важны независимо от того, какое определение мы используем.

Привет, ребята.Итак, давайте обсудим кислоты и основания, и давайте начнем с основных свойств того, что такое кислота и что такое основание, поэтому кислота — это вещество, которое ионизируется в водных растворах с образованием ионов водорода, которые мы пишем как H + и, таким образом, увеличивает концентрацию протонов в растворе.

С другой стороны, основание — это вещество, которое принимает протоны в водном растворе или реагирует с ними и, следовательно, производит ионы гидроксида, поэтому вы заметите здесь, что протоны имеют заряд плюс 1, а ионы гидроксида имеют заряд -1, поэтому представляют собой два разных типа кислот и оснований.Мы можем говорить о том, что некоторые из них называются аррениусом, или мы можем говорить об определениях кислотных оснований Бронстеда-Лоури, поэтому давайте сначала сделаем аррениус, так что это своего рода определение старой школы, и оно ограничено, потому что оно применяется только в водных растворах, что делает его применима ко всем ситуациям, поэтому аррениевая кислота — это вещество, которое при растворении в воде увеличивает концентрацию протонов в растворе, и наоборот, основание — это вещество, которое при растворении в воде увеличивает концентрацию гидроксид-ионов в растворе, так что если помнить, что с аррениусом он применяется только к водным растворам, и он касается кислоты, увеличивающей концентрацию протонов, а для основания, увеличения концентрации гидроксид-ионов.

Итак, теперь давайте перейдем и поговорим о бронстедлори, который не более применим к большинству ситуаций, поэтому бронстед-лоури кислота — это вещество, которое может отдавать протон другому веществу, поэтому мы называем это донором протона. Основание — это вещество, которое может принимать протон, поэтому мы называем это акцептором протона. Таким образом, бронстед-лоури применим к гораздо большему количеству реальных ситуаций, и он определяется тем, является ли кислота донором протонов, а основание — акцептором протонов, аналогично тому, как мы говорим о реакциях окислительно-восстановительного восстановления, эти вещи происходят вместе, у вас есть донор протонов у вас должен быть акцептор протонов.

Таким образом, молекулы разных кислот могут ионизироваться с образованием разного количества протонных ионов, помните, что когда я говорю что-то ионизирующее, я говорю, что оно распадается на соответствующие положительные и отрицательные ионные частицы, поэтому, например, у нас здесь HCl и HNO3, так что соляная помощь и азотная кислота — две очень распространенные сильные кислоты, и вы видите, что каждая из них имеет по одному протону, поэтому мы называем эти монопротонные кислоты моно, что означает один протон, который может быть передан раствору, поэтому эти ребята удерживают один протон на молекулу кислоты. С другой стороны, у вас может быть дипротонная кислота, вот серная кислота, которая представляет собой h3SO4, что означает, что у нее есть два протона, которые нужно отдать раствору, поэтому дипротоновая кислота di для двух, и она дает два протона на молекулу кислоты. Вы можете подниматься вверх и вверх, там есть различные типы кислот h4PO4, но, чтобы вы знали, это две наиболее распространенные, с которыми вы, вероятно, будете контактировать в первые дни своей химии, и это в значительной степени основные свойства кислот и оснований. .

Свойства кислот и оснований Учебное пособие по химии

(i) соляная кислота, HCl Используется для очистки металлов и строительного раствора. Используется в плавательных бассейнах для регулирования pH. Находится в желудке для переваривания пищи. (ii) серная кислота , H 2 SO 4 (iii) азотная кислота, HNO 3 Используется при производстве удобрений. Используется для изготовления взрывчатки (тротил и динамит). (iv) фосфорная кислота, H 3 PO 4 Используется как пищевая кислота. Используется в антикоррозионных средствах для автомобилей. (v) угольная кислота, H 2 CO 3 Образуется при растворении углекислого газа CO 2 в воде.

(i) гидроксид натрия, NaOH Другие названия: каустическая сода. Используется для очистки забитых стоков. Используется для изготовления мыла и моющих средств. (ii) гидроксид калия, КОН (iii) водный раствор аммиака, NH 3 (водн.) Используется в некоторых чистящих средствах (мутная аммуния, средства для мытья полов)

Карбоновые кислоты — это органические кислоты. Примеры включают: (i) муравьиная кислота (метановая кислота), HCOOH (ii) уксусная кислота (этановая кислота), CH 3 COOH (iii) бутановая кислота (масляная кислота), C ​​ 3 H 7 COOH Придает прогорклому маслу характерный запах (iv) лимонная кислота (2-гидроксипропан-1,2,3-трикарбоновая кислота), C ​​ 6 H 8 O 7 Содержится в цитрусовых, таких как апельсины и лимоны. Используется как антиоксидант в консервированных продуктах.

Амины — органические основания.

Определения кислот и оснований и роль воды

Определения кислот и оснований
и роль воды

Свойства кислот и Основания согласно Boyle

В 1661 году Роберт Бойль резюмировал свойства кислот следующим образом: следует.

1. Кислоты имеют кислый вкус.

2. Кислоты едкие.

3. Кислоты изменяют цвет некоторых растительных красителей, например лакмус, от синего до красного.

4. Кислоты теряют кислотность при сочетании с щелочи.

Название «кислота» происходит от латинского acidus , что означает «кислый» и относится к резкому запаху и кисловатый вкус многих кислот.

Примеры: уксус кислый на вкус, потому что это разбавленный раствор. уксусной кислоты в воде.Лимонный сок кислый на вкус, потому что он содержит лимонную кислоту. Молоко скисает, когда портится, потому что образуется молочная кислота, и неприятный кисловатый запах гнилого мясо или масло можно отнести к таким соединениям, как масляная кислоты, образующиеся при порче жира.

В 1661 году Бойль резюмировал свойства щелочей следующим образом: следует.

• Щелочи кажутся скользкими.
• Щелочи меняют цвет лакмусовой бумажки с красного на синий.
• Щелочи становятся менее щелочными в сочетании с кислоты.

По сути, Бойль определил щелочи как вещества, которые потребляют, или нейтрализовать кислоты. Кислоты теряют свойственный кислый вкус и способность растворять металлы при их смешивании со щелочами. Щелочи даже обращают вспять изменение цвета, которое происходит, когда лакмусовая контактирует с кислотой. Со временем стали известны щелочи. как основания , потому что они служат «базой» для делая определенные соли.

Аррениус Определение кислот и оснований

В 1884 году Сванте Аррениус предположил, что соли, такие как NaCl диссоциируют, когда они растворяются в воде, давая частицы, которые он называется ионов .

Три года спустя Аррениус расширил эту теорию, предложив что кислоты — нейтральные соединения, которые ионизируют , когда они растворяются в воде с образованием ионов H ⁺ и соответствующего отрицательный ион.Согласно его теории, хлористый водород — это кислоты, потому что она ионизируется, когда растворяется в воде, чтобы дать ионы водорода (H ⁺ ) и хлорида (Cl ^—) в виде показано на рисунке ниже.

	H 2 O
HCl ( г )		H + ( водн. ) + Cl — ( водн. )

Аррениус утверждал, что основания — это нейтральные соединения, которые либо диссоциировать или ионизировать в воде с образованием ионов OH ^— и положительный ион.NaOH является основанием Аррениуса, потому что он диссоциирует в вода с образованием гидроксида (OH ^—) и натрия (Na ⁺ ) ионы.

Аррениусовая кислота — это любое вещество, которое ионизируется при растворении в воде с образованием H ⁺ , или водород, ион.

Основание Аррениуса — это любое вещество, которое дает ОН ^—, или гидроксид, ион, когда он растворяется в воде.

Аррениусовские кислоты включают такие соединения, как HCl, HCN и H ₂ SO ₄ которые ионизируются в воде с образованием иона H ⁺ . Аррениус основания включают ионные соединения, которые содержат OH ^— ион, такой как NaOH, KOH и Ca (OH) ₂ .

Эта теория объясняет, почему кислоты обладают схожими свойствами: характерные свойства кислот возникают из-за присутствия ион H ⁺ , образующийся при растворении кислоты в воде.Это также объясняет, почему кислоты нейтрализуют основания и наоборот. Кислоты предоставить ион H ⁺ ; базы обеспечивают OH ^— ион; и эти ионы объединяются, образуя воду.

H ⁺ ( водн. ) + OH ^— ( водн. ) H ₂ O ( л )

Теория Аррениуса имеет несколько недостатков.

• Может применяться только к реакциям, протекающим в воде. потому что он определяет кислоты и основания с точки зрения того, что происходит, когда соединения растворяются в воде.
• Это не объясняет, почему некоторые соединения, в которых водород имеет степень окисления +1 (например, HCl) растворяется в вода для получения кислых растворов, тогда как другие (например, CH ₄ ) нет.
• Только соединения, содержащие ион ОН ^— можно отнести к базам Аррениуса. Аррениус теория не может объяснить, почему другие соединения (такие как Na ₂ CO ₃ ) обладают характерными свойствами оснований.

Роль H ⁺ и OH ^— Ионы в химии водных растворов

Becuase ( EN = 3,44) намного электроотрицательнее чем водород ( EN = 2,20), электроны в HO Связи в воде не разделяются поровну между водородом и кислородом. атомы.Эти электроны притягиваются к атому кислорода в центре молекулы и от атомов водорода на любом конец. В результате молекула воды полярная . Кислород атом несет частичный отрицательный заряд (-), а атомы водорода несут частичный положительный заряд (+).

Когда они диссоциируют с образованием ионов, молекулы воды, следовательно, образуют положительно заряженный ион H ⁺ и отрицательно заряженный OH ^{— ион} .

Возможна и обратная реакция Ионы H ⁺ могут объединяться с ионами OH ^— с образованием нейтральные молекулы воды.

Тот факт, что молекулы воды диссоциируют с образованием H ⁺ и ионы OH ^— , которые затем могут рекомбинировать с образованием воды молекул, указывается следующим уравнением.

В какой степени Вода диссоциирует с образованием ионов?

При 25 ° C плотность воды составляет 0,9971 г / см ³ , или 0,9971 г / мл. Следовательно, концентрация воды составляет 55,35 моль.

Концентрация ионов H ⁺ и OH ^— образованных диссоциацией нейтральных молекул H ₂ O при эта температура всего 1.0 x 10 ^-7 моль / л. Соотношение концентрации иона H ⁺ (или OH ^— ) концентрации нейтральных молекул H ₂ O составляет поэтому 1,8 x 10 ^-9 .

Другими словами, только около 2 частей на миллиард (ppb) молекулы воды диссоциируют на ионы при комнатной температуре. В На рисунке ниже показана модель из 20 молекул воды, одна из которых диссоциировал с образованием пары H ⁺ и OH ^— ионы.Если бы эта иллюстрация была фотографией с очень высоким разрешением структуры воды мы бы встретили пару H ⁺ и OH ^— ионов в среднем только один раз на каждые 25 миллион таких фотографий.

Оперативный Определение кислот и оснований

Тот факт, что вода диссоциирует с образованием H ⁺ и OH ^— ионов в обратимой реакции — основа для оперативного определение кислот и оснований более мощное, чем определения, предложенные Аррениусом. С практической точки зрения, кислота любое вещество, повышающее концентрацию H ⁺ ион при растворении в воде. База — любое вещество что увеличивает концентрацию иона ОН ^— при растворяется в воде.

Эти определения связывают теорию кислот и оснований с простой лабораторный тест на кислоты и щелочи. Чтобы решить, будет ли соединение представляет собой кислоту или основание, мы растворяем его в воде и тестируем решение, чтобы узнать, является ли H ⁺ или OH ^— концентрация ионов увеличилась.

Типичные кислоты и Основания

Свойства кислот и оснований являются результатом различий между химией металлов и неметаллов, как видно из химии этих классов соединений: водород, оксиды и гидроксиды.

Соединения, содержащие водород, связанный с неметаллом, называются гидриды неметаллов . Поскольку они содержат водород в +1 степень окисления, эти соединения могут действовать как источник H ⁺ ион в воде.

Гидриды металлов , напротив, содержат водород привязан к металлу. Поскольку эти соединения содержат водород в -1 степень окисления, они диссоциируют в воде с образованием H ^— (или гидридный) ион.

Ион H ^— с его парой валентных электронов может абстрагировать ион H ⁺ из молекулы воды.

Поскольку удаление ионов H ⁺ из молекул воды является одним способ увеличения концентрации ионов OH ^— в раствор, гидриды металлов являются основаниями.

Подобный образец можно найти в химии оксидов. образованный металлами и неметаллами. Оксиды неметаллов растворяются в воде с образованием кислот. CO ₂ растворяется в воде с образованием угольная кислота, SO ₃ дает серную кислоту, а P ₄ O ₁₀ реагирует с водой с образованием фосфорной кислоты.

Оксиды металлов , напротив, являются основаниями.Металл оксиды формально содержат ион O ^2-, который реагирует с вода с образованием пары ионов OH ^— .

Таким образом, оксиды металлов соответствуют рабочему определению база.

Мы видим ту же закономерность в химии соединений, которые содержат ОН, или гидроксид, группа. Гидроксиды металлов , такие как LiOH, NaOH, КОН и Са (ОН) ₂ , являются основаниями.

Гидроксиды неметаллов , такие как хлорноватистая кислота (HOCl), кислоты.

В таблице ниже обобщены тенденции, наблюдаемые в этих трех категории соединений. Гидриды металлов, оксиды металлов и металл гидроксиды — основания. Гидриды неметаллов, оксиды неметаллов и гидроксиды неметаллов — кислоты.

Типичные кислоты и основания

Кислые атомы водорода в гидроксидах неметаллов в приведенной выше таблице не связаны с азотом, серой или атомы фосфора. В каждом из этих соединений кислый водород присоединен к атому кислорода. Таким образом, все эти соединения примеры оксикислот.

Структуры скелета для восьми оксикислот представлены на рисунке. ниже. Как правило, кислоты, содержащие кислород, имеют скелет. структуры, в которых кислые водороды присоединены к кислороду атомы.

Почему металл Гидроксидные основы и неметаллические гидроксиды кислоты?

Чтобы понять, почему гидроксиды неметаллов являются кислотами и металлами гидроксиды являются основаниями, мы должны смотреть на электроотрицательность атомов в этих соединениях.Начнем с типичного металла гидроксид: гидроксид натрия

Разница между электроотрицательностями натрия и кислород очень большой ( EN = 2,5). В результате электроны в NaO облигации не делятся поровну электроны тянутся к более электроотрицательному атому кислорода. Таким образом, NaOH диссоциирует с образованием Na ⁺ и OH ^—. ионы при растворении в воде.

Когда мы применяем то же самое, мы получаем совсем другой узор. процедура для хлорноватистой кислоты, HOCl, типичного неметалла гидроксид.

Здесь разница электроотрицательностей атомы хлора и кислорода небольшие ( EN = 0,28). В результате электроны в ClO связь распределяется между двумя атомами более или менее поровну. ОН связь, с другой стороны, является полярной ( EN = 1,24) электроны в этой связи тянутся к более электроотрицательным атом кислорода. Когда эта молекула ионизируется, электроны в OH связь остается с атомом кислорода, а OCl ^— и H ⁺ образуются ионы.

Нет резкого перехода от металла к неметаллу в ряду или вниз по столбцу периодической таблицы. Поэтому мы должны ожидайте найти соединения, которые лежат между крайностями металла и оксиды неметаллов, или гидроксиды металлов и неметаллов. Эти соединения, такие как Al ₂ O ₃ и Al (OH) ₃ , называются амфотерными (буквально «либо, либо оба «), потому что они могут действовать как кислоты или основания.Al (OH) ₃ , например, действует как кислота, когда реагирует с основанием.

И наоборот, он действует как основание, когда реагирует с кислотой.

Br nsted Определение кислот и оснований

Модель Брнстеда или Брнстеда-Лоури основана на простом предположение: Кислоты отдают ионы H ⁺ другой ион или молекула, которая действует как основание .В диссоциация воды, например, включает перенос H ⁺ ион от одной молекулы воды к другой с образованием H ₃ O ⁺ и OH ^— ионов.

Согласно этой модели, HCl не диссоциирует в воде до образуют ионы H ⁺ и Cl ⁺ . Вместо этого H ⁺ ион передается от HCl к молекуле воды с образованием H ₃ O ⁺ и ионов Cl ^— , как показано на рисунке ниже.

Поскольку это протон, ион H ⁺ составляет несколько порядков величины меньше самого маленького атома. В результате заряд изолированного иона H ⁺ распределяется по таким небольшое пространство, которое привлекает этот ион H ⁺ к любому источнику отрицательного заряда, который существует в растворе. Таким образом, момент образования иона H ⁺ в водный раствор, он связывается с молекулой воды.Брнстед модель, в которой ионы H ⁺ переносятся от одного иона или молекулы к другому, поэтому имеет больше смысла, чем Теория Аррениуса, которая предполагает, что ионы H ⁺ существуют в водный раствор.

Даже модель Брнстеда наивна. Каждый ион H ⁺ , который кислота отдает воду, фактически связана с четырьмя соседними молекулы воды, как показано на рисунке ниже.

Более реалистичная формула вещества, производимого при кислота теряет ион H ⁺ , следовательно, H (H ₂ O) ₄ ⁺ , или H ₉ O ₄ ⁺ .Для всех практических однако это вещество может быть представлено как H ₃ O ⁺ ион.

Реакция между HCl и водой является основой для понимание определений кислоты Бренстеда и кислоты Бренстеда база. Согласно этой теории ион H ⁺ является передается от молекулы HCl к молекуле воды, когда HCl диссоциирует в воде.

HCl действует как донор ионов H ⁺ в этой реакции, а H ₂ O действует как акцептор ионов H ⁺ .Кислота Брнстеда является поэтому любое вещество (такое как HCl), которое может отдавать H ⁺ ион к основанию. База Брнстеда — это любое вещество (например, H ₂ O), который может принимать ион H ⁺ из кислота.

Существует два способа присвоения имени иону H ⁺ . Некоторый химики называют это ионом водорода; другие называют это протоном. Как В результате кислоты Бренстеда известны как ионно-водородные . доноров или доноров протонов .Основания Бренстеда — водород-ионных акцепторы или акцепторы протонов .

С точки зрения модели Брнстеда, реакции между кислоты и основания всегда подразумевают перенос H ⁺ ион от донора протона до акцептора протона. Кислоты могут быть нейтральные молекулы.

Они также могут быть положительными ионами

или отрицательные ионы.

Таким образом, теория Брнстеда расширяет число потенциальных кислоты.Это также позволяет нам решить, какие соединения являются кислотами из их химические формулы. Любое соединение, содержащее водород с степень окисления +1 может быть кислотой. Кислоты Бренстеда включают HCl, H ₂ S, H ₂ CO ₃ , H ₂ PtF ₆ , NH ₄ ⁺ , HSO ₄ ^— и HMnO ₄ .

баз Брнстеда можно идентифицировать по их структурам Льюиса. Согласно модели Брнстеда, основанием является любой ион или молекула который может принимать протон.Чтобы понять последствия этого определения, посмотрите, как прототипная база, OH ^— ион, принимает протон.

Единственный способ принять ион H ⁺ — это сформировать ковалентная связь с ним. Для образования ковалентной связи с H ⁺ иона, не имеющего валентных электронов, база должна обеспечивать оба электроны, необходимые для образования связи.Таким образом, только соединения, которые имеют пары несвязывающих валентных электронов, могут действовать как H ⁺ -ион акцепторы или базы Бренстеда.

Следующие ниже соединения, например, могут действовать как Brnsted оснований, потому что все они содержат несвязывающие пары электронов.

Модель Брнстеда расширяет список потенциальных баз до включают любой ион или молекулу, которая содержит одну или несколько пар несвязывающие валентные электроны. Брнстедское определение базы применяется к такому количеству ионов и молекул, что почти легче подсчитывать вещества, такие как следующие, которые нельзя Бренстед основания, потому что у них нет пар несвязывающей валентности электроны.

Роль воды в Теория Брнстеда

Теория Брнстеда объясняет роль воды в кислотно-щелочном реакции.

• Вода диссоциирует с образованием ионов за счет переноса H ⁺ ион от одной молекулы, действующий как кислота к другой молекула, выступающая в качестве основы.

• Кислоты реагируют с водой, отдавая ион H ⁺ к нейтральной молекуле воды с образованием H ₃ O ⁺ ион.

• Основания реагируют с водой, принимая ион H ⁺ из молекулы воды с образованием иона OH ^— .

• Молекулы воды могут действовать как промежуточные соединения в кислотно-щелочном реакции за счет получения ионов H ⁺ из кислоты

, а затем теряет эти ионы H ⁺ на основание.

Модель Брнстеда может быть расширена на кислотно-основные реакции в другие растворители.Например, в жидкости наблюдается небольшая тенденция аммиак для переноса иона H ⁺ из одного NH ₃ молекулы к другой с образованием NH ₄ ⁺ и NH ₂ ^— ионы.

По аналогии с химией водных растворов делаем вывод что кислоты в жидком аммиаке включают любой источник NH ₄ ⁺ ион, и эти основания включают любой источник NH ₂ ^— ион.

Модель Брнстеда может быть расширена даже на реакции, которые не встречаются в растворе. Классический пример газовой фазы кислотно-щелочная реакция встречается при открытых контейнерах с концентрированная соляная кислота и водный раствор аммиака друг другу. Вскоре образуется белое облако хлорида аммония, газообразный HCl, выходящий из одного раствора, вступает в реакцию с NH ₃ газ от другого.

Эта реакция включает перенос иона H ⁺ от HCl до NH ₃ и, следовательно, является кислотно-основным реакция, даже если она происходит в газовой фазе.

Кислоты — вводная химия — 1-е канадское издание

Цели обучения

1. Определите кислота .
2. Назовите простую кислоту.

Есть еще одна важная для нас группа соединений — кислоты — и эти соединения обладают интересными химическими свойствами. Первоначально мы определим кислоту как ионное соединение катиона H ⁺ , растворенное в воде. (Мы расширим это определение в главе 12 «Кислоты и основания».) Чтобы указать, что что-то растворено в воде, мы будем использовать метку фазы (aq) рядом с химической формулой (где aq означает «водный», слово, которое описывает что-то растворенное в воде). Если в формуле нет этой метки, то соединение рассматривается как молекулярное соединение, а не как кислота.

Кислоты имеют собственную систему номенклатуры. Если кислота состоит только из водорода и еще одного элемента, имя — гидро- + основа другого элемента + -кинная кислота .Например, соединение HCl (водн.) Представляет собой соляную кислоту, а H ₂ S (водн.) Представляет собой сероводородную кислоту. (Если бы эти кислоты не растворялись в воде, эти соединения назывались бы хлористым водородом и сероводородом соответственно. Оба эти вещества хорошо известны как молекулярные соединения; однако при растворении в воде они рассматриваются как кислоты.)

Если соединение состоит из ионов водорода и многоатомного аниона, то название кислоты происходит от основы названия многоатомного иона.Обычно, если название аниона оканчивается на -ат, название кислоты представляет собой основу названия аниона плюс -иновая кислота ; если название связанного аниона оканчивается на -ite, название соответствующей кислоты является основой названия аниона плюс -лярная кислота . В Таблице 3.9 «Названия и формулы кислот» перечислены формулы и названия различных кислот, с которыми вам следует знать. Вы должны узнать большинство анионов в формулах кислот.

Таблица 3.9 Названия и формулы кислот

Формула	Имя
HC 2 H 3 O 2	уксусная кислота
HClO 3	хлорная кислота
HCl	соляная кислота
HBr	бромистоводородная кислота
HI	иодоводородная кислота
ВЧ	плавиковая кислота
HNO 3	азотная кислота
H 2 C 2 O 4	щавелевая кислота
HClO 4	хлорная кислота
H 3 PO 4	фосфорная кислота
H 2 SO 4	серная кислота
H 2 SO 3	сернистая кислота
Примечание. Метка «aq» опущена для ясности.

Пример 10

Назовите каждую кислоту, не консультируясь с таблицей 3.9 «Названия и формулы кислот».

1. HBr
2. H ₂ SO ₄

Решение

1. Как бинарная кислота, название кислоты — гидро- + название основы + -овая кислота . Поскольку эта кислота содержит атом брома, она называется бромистоводородной кислотой.
2. Поскольку эта кислота происходит от сульфат-иона, название кислоты является основой названия аниона + -ic acid .Название этой кислоты — серная кислота.

Проверьте себя

Назовите каждую кислоту.

1. HF
2. HNO ₂

Ответы

1. плавиковая кислота
2. азотистая кислота

Все кислоты обладают схожими свойствами. Например, кислоты имеют кислый вкус; Фактически, кислый вкус некоторых наших продуктов, таких как цитрусовые и уксус, вызван присутствием кислот в пище.Многие кислоты реагируют с некоторыми металлическими элементами с образованием ионов металлов и элементарного водорода. Кислоты заставляют определенные растительные пигменты менять цвет; действительно, созревание некоторых фруктов и овощей вызвано образованием или разрушением избытка кислоты в растении. В главе 12 «Кислоты и основания» мы исследуем химическое поведение кислот.

Кислоты очень распространены в мире вокруг нас. Мы уже упоминали, что цитрусовые содержат кислоту; среди других соединений они содержат лимонную кислоту, H ₃ C ₆ H ₅ O ₇ (водн.).Щавелевая кислота, H ₂ C ₂ O ₄ (водн.), Содержится в шпинате и других зеленолистных овощах. Соляная кислота не только содержится в желудке (желудочная кислота), но также может быть куплена в строительных магазинах в качестве очистителя для бетона и кирпичной кладки. Фосфорная кислота входит в состав некоторых безалкогольных напитков.

Основные выводы

• Кислота — это соединение иона H ⁺ , растворенное в воде.
• Acids имеют свою собственную систему наименований.
• Кислоты обладают определенными химическими свойствами, которые отличают их от других соединений.

Упражнения

1. Приведите формулу каждой кислоты.

а) хлорная кислота

б) иодоводородная кислота

2. Приведите формулу каждой кислоты.

а) сероводородная кислота

б) фосфористая кислота

3. Назовите каждую кислоту.

а) HF (водн.)

б) HNO ₃ (водн.)

в) H ₂ C ₂ O ₄ (водн.)

4.Назовите каждую кислоту.

а) H ₂ SO ₄ (водн.)

б) H ₃ PO ₄ (водн.)

в) HCl (водн.)

5. Назовите кислоту, содержащуюся в пище.

6 Назовите некоторые общие свойства кислот.

Ответы

1.

а) HClO ₄ (водн.)

б) HI (водн.)

3.

а) фтористоводородная кислота

б) азотная кислота

в) щавелевая кислота

5.

щавелевая кислота (ответы могут быть разными)

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности. Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.

Настройка вашего браузера для приема файлов cookie

Существует множество причин, по которым cookie не может быть установлен правильно. Ниже приведены наиболее частые причины:

• В вашем браузере отключены файлы cookie. Вам необходимо сбросить настройки своего браузера, чтобы он принимал файлы cookie, или чтобы спросить вас, хотите ли вы принимать файлы cookie.
• Ваш браузер спрашивает вас, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались. Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, нажмите кнопку «Назад» и примите файлы cookie.
• Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Если вы подозреваете это, попробуйте другой браузер.
• Дата на вашем компьютере в прошлом. Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г., браузер автоматически забудет файл cookie. Чтобы исправить это, установите правильное время и дату на своем компьютере.
• Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie. Вы должны отключить приложение при входе в систему или проконсультироваться с системным администратором.

Почему этому сайту требуются файлы cookie?

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу. Чтобы предоставить доступ без файлов cookie потребует, чтобы сайт создавал новый сеанс для каждой посещаемой страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.

Что сохраняется в файле cookie?

Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в cookie; никакая другая информация не фиксируется.

Как правило, в файле cookie может храниться только информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта. Например, сайт не может определить ваше имя электронной почты, пока вы не введете его. Разрешение веб-сайту создавать файлы cookie не дает этому или любому другому сайту доступа к остальной части вашего компьютера, и только сайт, который создал файл cookie, может его прочитать.