Hapete ja aluste ajaloolised määratlused

Pikka aega on teada ja kasutatud erilisi omadusi omavaid aineid, mis pakuvad suurt praktilist huvi, mida praegu tuntakse kui happeid ja aluseid, mis on määratletud kui väga levinud keemilised reaktiivid, millele saab arendada suure osa. keemilised ühendid vesikeskkonnas.

Seal on mõned reaktsioonid, mis hõlmavad happeid ja aluseid, mida nimetatakse happealuseks ja mille uurimiseks tuleb lahustele rakendada keemilise tasakaalu põhimõtteid, seda tüüpi reaktsioonides on aine, millel on väga oluline roll, mida nimetatakse lahustiks, kuna happed ja alused Nad tavaliselt vahetavad sellega prootoneid, tänu sellele võib neid nimetada ka prootonivahetusreaktsioonideks.

Iidsetel aegadel oli juba teada, et mõnel toidul, näiteks äädikal ja sidrunil, on iseloomulik happeline maitse, ehkki alles paar sajandit tagasi teadsin selle omapärase maitse põhjust. Sõna hape pärineb tegelikult iidsest ladina keelest, täpselt selle terminist "acidus", mis tõlgitakse kui hapu.

Mis on happed?

Seda nimetatakse mistahes keemiliseks ühendiks, mis vees lahustumisprotsessi läbimisel annab lahuse, mille hüdrooniumkatioonaktiivsus on suurem kui sama puhas olekus olev vesi, sellises olukorras on pH madalam kui 7.

Igat keemilist ainet, millel on happe omadused, nimetatakse happeliseks aineks.

Hapete omadused

Hapete kõige olulisemate omaduste ja omaduste hulgas on järgmised.

• Neil on soola ja vee moodustamiseks omadus reageerida ainetega, mida nimetatakse alusteks.
• Need on oma komponentide tõttu äärmiselt söövitavad.
• Nad töötavad suurepärase elektrijuhina niiskes või veekeskkonnas.
• Neil on omapärane hapukas või hapukas maitseSelle näiteks võib olla toit, mis sisaldab sidrunhapet, näiteks apelsinid, laimid, greibid, sidrun.
• Nad võivad reageerida metalloksiididega, moodustades soola pluss vesi, täpselt nagu reaktsioon, mida nad teevad alusainetega.
• Mõnel juhul võivad need olla kahjulikud ja põhjustada isegi naha põletust.
• Sellel on võime aktiivsete metallidega reageerimise käigus tekitada soola ja vesinikku.
• Sellel on omadused, mis muudavad fenolftaleiini ja võivad omakorda põhjustada lakmuspaberi värvimuutust, näiteks oranžist punaseks ja sinisest roosaks.

Mis on alused?

Seda nimetatakse ka leeliseks, mille päritolu pärineb araabia keelest, täpselt sõnast "Al-Qaly", neid nimetatakse kõigiks ained, millel on leeliselised omadused, kuigi seda saab määrata ka mis tahes lahusena, mis vesilahusele allutades annab keskkonnale ioone.

Aluste omadused

Boyle otsustas, et need ained on kõik need, millel on järgmised omadused.

• Puudutuseks võib märkida, et need on oma olemuselt seebised.
• Neid iseloomustab nende eristatav mõru maitse.
• Neil on võime reageerida hapetega, soola ja rohkem vee saamiseks.
• Nad saavad lakmuspaberi muuta punasest siniseks.
• Need on vees lahustuvad, eriti hüdroksiidide osas.
• Valdav enamus neist nn baasainetest on inimese nahale kahjulikud, kuna neil on kudesid kahjustavad omadused.

Kuigi Boyle ja teised suurepärased keemikud proovisid mitu korda selgitada, miks happed ja alused nii käituvad, võeti hapete ja aluste esimene määratlus vastu alles 200 aastat hiljem.

Happe-aluse reaktsioonid

Tuntud ka kui neutraliseerimisreaktsioon, nimetatakse seda keemiliseks reaktsiooniks, mis toimub happe ja aluse vahel, mille tulemuseks on sool ja vesi. Tuleb märkida, et sõna sool kirjeldab kõiki iooniliste omadustega ühendeid, mille katioon pärineb kindlast alusest.

The neutraliseerimisreaktsioonid, kus hapete ja aluste olemasolu peab alati olema, on need enamasti eksotermilised, mis tähendab, et nad eraldavad oma protsessides energiat, seda reaktsiooni nimetatakse neutraliseerivaks, sest kui hape on alusega ühendatud, siis need neutraliseerivad üksteist , jättes nende omadused tühiseks.

Happe-aluse reaktsiooni praktika

Neutraliseeriva reaktsiooniprotsessi alustamiseks on vajalik Erlenmeyeri kolb, kuhu pannakse vesinikkloriidhappe lahus, ja omakorda lisatakse mõni tilk fenoolftaleiini indikaatorit, muutub see baaskeskkonnas roosaks, kuid kui see on leidub happelises keskkonnas ja sellel pole värvi, seega on see värvitu.

Happe ja aluse neutralisaatoreid toodetakse võrdselt, see tähendab "ekvivalenti ekvivalente", see tähendab, et ekvivalent hapet neutraliseeritakse alati ekvivalendi mis tahes tüüpi alusega.

Pärast eelmist protsessi pannakse büretti naatriumhüdroksiidi lahus ja seejärel avatakse kraan ettevaatlikult ja aeglaselt, kui see vähehaaval langeb, reageerib see vesinikkloriidhappega, moodustades naatriumkloriidi, Selle tulemusel suureneb PHja happe tase väheneb.

Kui kogu hape on ära kasutatud, lisatakse leeliselahusele järgmine tilk alust, mille tulemusel indikaator muutub roosaks, mis aitab mõista, et hape on täielikult neutraliseeritud.

Üldiselt määratakse grammi ekvivalendi mass, võttes arvesse aine liiki, selle põhjuseks on asjaolu, et ained on erinevad, millel kõigil on oma omadused, näiteks soola arvutamine ei ole sama mis happe arvutus, arvestades ka läbiviidava reaktsiooni tüüpi, kuna sõltuvalt reaktsioonitüübist on ainete mõõtmed erinevad, mistõttu arvutusi ei saa uuesti kasutada.

Happe molaarmass jagatud sellest eralduvate vesinike arvuga on võrdne antud happe ühe grammi ekvivalendi massiga.

Kõige levinum aluse tüüp kõigi olemasolevate seas on hüdroksiid ja selle grammiekvivalent määratakse jagades selle molaarmass hüdroksiidis olevate OH-rühmade arvuga.

Nende reaktsioonide maht arvutatakse valemi abil, mis võimaldab neutraliseerida aluse antud happe: Nkuni * V= Nb* Va, esimene neist on happe omadused ja ülejäänud aluse omadused.

Happelahuse normaalsuse arvutamiseks tuleb toimida järgmiselt: normaalsus = molaarsus.

Happe-aluse reaktsiooni tähtsus

Neil on mahtude kvantitatiivse analüüsi tehnikana väga oluline tähtsus, mille protsessid määratakse happe-aluse tiitridena.

Nende reaktsioonide sooritamiseks tavaliselt kasutatakse indikaatorlahendust, mis on juhend neutraliseerimispunkti ja selle arengu tundmiseks, kuigi teatud ülesannete täitmiseks on olemas ka mõned elektrokeemilised protsessid.

Võib näidata kolme tüüpi reaktsioone, mis on jaotatud hapete ja aluste omaduste põhjal, eriti selle järgi, kas need on nõrgad või tugevad, näiteks järgmised.

Nõrga happe ja aluse reaktsioon

Nendes on näha, et aluse katioon ja happe anioon läbivad hüdrolüüsi, nii et nende PH on võrdne> 7, kui hape on nõrgem, ja kui alus on nõrgem, on see <7.

Reaktsioon tugeva aluse ja nõrga happe vahel

Sel juhul võib jälgida, kuidas hüdrolüüsi läbib ainult happe anioon, seega jääb selle pH väärtuseks <7.

Reaktsioon nõrga aluse ja tugeva happe vahel

Seda tüüpi reaktsioonides täheldatakse ainult seda, kuidas aluskation katab hüdrolüüsi, nii et selles sisalduv PH jääb> 7.

Iga reaktsioonitüübi jaoks ideaalse indikaatori valimiseks on ekvivalentsuspunkti õigeks arvutamiseks vaja teada, kuidas lõplik PH saab.

Happe-aluse reaktsiooni ajaloolised definitsioonid

Neid oli palju selle happe ja aluse vahelise reaktsiooniprotsessi definitsioonid, näidatakse sama tähtsust vastavalt analüüsivõimele, mida igaüks neist sisaldab, ja rohkem, kui seda rakendatakse vedelate või gaasiliste ainetega reaktsioonide neutraliseerimisel või kui hapete ja aluste omadused ja omadused on tavaliselt vähem ilmsed.

Antoine Lavoisieri määratlus

Teadmine, et Lavoisier omas algul ainult tugevaid happeid, sest need olid spetsiifilisemad hapnikhapetele, mille keskaatomites oli kõrge oksüdeerumisaste, mis omakorda olid ümbritsetud hapnikuaatomitega, ei olnud tal siiski täielikke teadmisi happelistest hapetest. happed, õnnestus tal haped kindlaks teha, määrates need hapnikusisalduseks, selleks pidi ta happeehitaja nimetamiseks kasutama vanakreeka keelt.

See teooria või määratlus hinnati uskumatu 30 aasta jooksul kõige olulisemaks, kuid 1810. aastal avaldati artikkel, mis näitas mõningaid vastuolusid aluste ja alustega, mis pani Lavoisieri definitsiooni kaotama usaldusväärsuse.

Bronsted-Lowry määratlus  

See määratlus sõnastati iseseisvalt 1923. aastal, mille aluseid võib märgata aluste protoneerimisel hapete deprotoneerimisprotsessi kaudu, mida saab paremini mõista kui hapete võimet alustele vesinikioonid annetada, kes jätkake selle protseduuriga nõustumist.

Sellel on Arrheniuse määratlusega suur erinevus, sest see ei seisne vee ja soola moodustamises, vaid pigem konjugeeritud hapete ja aluste moodustamises, mis saavutatakse prootoni ülekandega, mis võib selle hapet valmistada. baasi.

Selles definitsioonis võib täheldada drastilist muutust terminites, millega happed ja alused on teada, sest hapet tuntakse ühendina, millel on võime loovutada prootonit, samal ajal kui alused on kõik need ained, mis võimaldavad prootoni saada, selle tagajärjel võib öelda, et happe-aluse reaktsioon on vesinikkatiooni eemaldamine happest ja vaikimisi selle lisamine alusele.

See protsess soovib viidata prootoni eemaldamisele aatomi tuumast, seda protsessi pole eriti lihtne saavutada, kuna hapete lihtsast dissotsieerumisest ei piisa, vaid pigem on vaja jätkata katioonvesinik.

Lewise määratlus

See määratlus hõlmab nii Bronsted-Lowry teooria aluseid kui ka kontseptsiooni, mille see lahusti süsteemi jaoks välja pakkus. Selle teooria postuleeris 1923. aastal keemik Gilbert Lewis.

Selles definitsioonis pakub Lewis välja aluse, mille ta nimetas "Lewise aluseks", millel on võime annetada elektrooniline paar ja happed kui "Lewise hape", mis on see nimetatud elektroonilise paari vastav retseptor. See määratlus erineb täielikult eespool pakutud ja postuleeritutest, kuna need ei maini, et happeid ja aluseid mõõdetakse prootonite või mõne seotud ainega.

See eeldas tema teoorias, et anioon oli hape ja katioon oli alus, millel on mitte-jagatud elektrooniline paar. Selle definitsiooni kasutamisel võib happe-aluse reaktsiooni mõista kui elektroonilise paari otsest annetamist alates anioonist, viies selle katioonini, moodustades kooskõlastatud kovalentse sideme. Seda kombinatsiooni tuntakse kui eluks kõige olulisema ühendi - vee - moodustumist.

Mõiste Liebig

Seda pakuti välja 1828. aastal, paar aastakümmet hiljem kui Lavoisier, see teooria põhines tema ulatuslikul tööl orgaaniliste hapete keemilise koostise teemal. Enne seda määratlust oli Davy algatatud õpetuslik eristamine, mis keskendus enam kui hapnikupõhistele ja vesinikul põhinevatele hapetele.

Liebigi sõnul võib hapet määratleda kui ainet, mis sisaldab iseenesest vesinikku ja mida võib isegi metalliga asendada või muuta. Vaatamata sellele, et see põhines peamiselt empiirilistel meetoditel, suutis see teooria jõuda 5 aastakümmet.

Arreniuse määratlus

Rootsi keemik Svante Arrhenius püüdis ajakohastada termineid ja määratlusi, mis olid antud reaktsioonile, mis tekkis hapete ja aluste vahel, püüdes omakorda lihtsustada selle mõisteid.

Aastal 1884 tegi ta Friedrich Wilhelmiga ühistöö, milles neil õnnestus tuvastada ioonide olemasolu vesilahuses, teatava töö tähtsuse tõttu anti Arrheniusele suurepärane võimalus saada aastal Nobeli keemiaauhind 1903.

Happe-aluse vesilahuse traditsioonilist määratlust võib kirjeldada kui vett tuntud komponendi erilist moodustumist hüdroksüül- ja vesinikuioonidest või ka nende moodustumisena hapete ja aluse dissotsiatsioonil vesilahuses.

Pearsoni määratlus (kõva-pehme)

See Ralph Pearsoni 1963. aastal postuleeritud määratlus, kuigi see töötati välja tugevamalt 1984. aastal Robert Parri töö toel, kelle nimi on reaktsioon happe-aluse kõva-pehme, kasutatakse neid omadussõnu järgmiselt. suuremate vürtside juurde, mida on vähe  oksüdatsiooniastmed ja need on tugevalt polariseeritud. Kõva kasutatakse väikseimate liikide tähistamiseks ja neile on iseloomulikud kõrgemad oksüdatsiooniastmed.

See määratlus on olnud orgaanilise ja anorgaanilise keemia protsessides väga kasulik ning selle põhipraktikad näitavad, et happed ja alused võivad omavahel suhelda ning kõige tavalisemad on samade omadustega ühendite, näiteks pehmete ühendite reaktsioonid -pehme või kõva-kõva.

Seda teooriat tuntakse ka kui ABDB definitsiooni, mis on väga kasulik metateesireaktsioonide saaduste ennustamiseks. Täna on tõestatud, et see reaktsioon võib näidata plahvatusohtlike materjalide tundlikkust ja toimivust.

See teooria põhineb rohkem kvalitatiivsetel kui kvantitatiivsetel omadustel, mis aitavad lihtsamalt mõista keemia ja reaktsioonide valdavaid tegureid.

Usanovitši määratlus

Vene keemik Mihhail Usanovitš määratles samuti, mida tähendab happe-aluse reaktsioon, ja võib öelda, et see on kõigist kõige üldisem, kus tehakse kindlaks, et happed on kõik need keemilised ained, mis on võimelised aktsepteerida negatiivseid liike või kui see ei õnnestu, annetab positiivseid liike, aluse kontseptsiooni annab Usanovich, vastupidine hapete omale.

Selle Venemaa keemiku pakutud hapete ja aluste reaktsioon langeb kokku teise keemilise reaktsiooniga, mida nimetatakse "redoksreaktsiooniks", mis hõlmab oksüdatsiooni-redutseerimise reaktsiooni, nii et keemikud seda ei soosi.

Enamik pakutavatest reaktsioonidest põhinevad sidemete moodustumisel ja purunemisel, kuid redoks ja Usanovichi reaktsioonid on seatud pigem füüsikaliste elektrooniliste ülekandeprotsessidena, mis põhjustab nende kahe eristamise täieliku hajutatuse.

Lux-Flood mõiste

Seda määratlust kasutatakse tavaliselt tänapäevases sulatatud soolade geokeemias ja elektrokeemias, mille postuleerimise tegi 1939. aastal Saksa keemik, tuntud kui Hermann Lux, ja selle arendas uuesti välja keemik Hakon Flood, saavutades 1947. aastal märkimisväärse paranemise, seetõttu on see teada sellele reaktsioonile kahe sama perekonnanime järgi.

Selles näeme väga omapäraseid kontseptsioone hapetest ja alustest, alus on oksiidioonide doonor, samas kui happed on nimetatud anioonide vastuvõtjad.

Lahustisüsteemi määratlus

Seda määratlust on selle teemaga seoses väga oluline teada, kuna mitmed keemikud, kes on aastate jooksul oma teooriaid läbi viinud, on mõnikord kommenteerinud lahustisüsteemi, mis põhineb Arrheniuse definitsiooni üldistamisel.

Enamikus nendes lahustites on teatud kogus positiivseid liike, mida nimetatakse solvooniumi katioonideks, ja selle puudumisel on neil ka negatiivseid liike, näiteks solvooniumi anioonid, mis on lahusti neutraalsete molekulidega tasakaalus.

Selles määratluses võib alust kirjeldada lahustunud ainena, mis põhjustab solvooniumi katioonide kontsentratsiooni suurenemist, samas kui happed on need, mis põhjustavad solvooniumi anioonide vähenemist.

See määratlus sõltub nii ühendist kui ka lahustist, nii et sõltuvalt valitud lahustist võib ühendil olla võime muuta oma käitumist.

On väga huvitav, kuidas erinevad keemikud erinevatest maailma paikadest ja erinevatest aegadest rääkisid ja pakkusid kumbki samal teemal erinevat määratlust ja see on omakorda keemia uurimise ja ajaloo jaoks väga oluline, sest koos kõigi nende terminite abil on olnud võimalik veelgi paremini teada saada kõiki aspekte, mida kaalutakse hapete ja aluste ning nende neutraliseerivate reaktsioonide kohta.