Happojen ja emästen historialliset määritelmät

Jo pitkään on tunnettu ja käytetty aineita, joilla on erityisiä ominaisuuksia, joista on käytännön mielenkiintoa ja jotka nykyisin tunnetaan nimellä hapot ja emäkset, jotka määritellään hyvin yleisiksi kemiallisiksi reagensseiksi, joille voidaan kehittää suuri osa. kemialliset yhdisteet vesipitoisissa väliaineissa.

On joitakin reaktiot, joihin liittyy happoja ja emäksiä, jota kutsutaan happoemäkseksi, jonka tutkimiseen tarvitaan kemiallisen tasapainon periaatteita liuoksissa, tämän tyyppisissä reaktioissa on aine, jolla on erittäin tärkeä rooli, jota kutsutaan liuottimeksi, koska hapot ja emäkset yleensä vaihtavat protoneja sen kanssa, tämän ansiosta näitä voidaan kutsua myös protonienvaihtoreaktioiksi.

Muinaisina aikoina oli jo tiedossa, että joillakin elintarvikkeilla, kuten etikalla ja sitruunalla, on ominainen hapan maku, vaikka vasta muutama vuosisata sitten tiesin syyn sen erikoiseen makuun. Sana happo on tosiasiallisesti peräisin muinaisesta latinankielestä, täsmälleen sen termistä "acidus", joka käännetään hapan.

Mitä ovat hapot?

Tätä kutsutaan nimellä minkä tahansa kemiallisen yhdisteen, joka liuottamisprosessin läpi vedessä tuottaa liuoksen, jonka hydroniumkationiaktiivisuus on suurempi kuin sama vesi puhtaimmassa tilassaan, tässä tilanteessa pH on alle 7.

Kaikkia kemiallisia aineita, joilla on hapon ominaisuuksia, kutsutaan happamiksi aineiksi.

Happojen ominaisuudet

Happojen tärkeimpiä ominaisuuksia ja ominaisuuksia ovat seuraavat.

• Niillä on laatu reagoida emäksiksi kutsuttujen aineiden kanssa suolan ja veden muodostamiseksi.
• Ne ovat erittäin syövyttäviä komponenttiensa vuoksi.
• Ne toimivat erinomaisina sähkönjohtimina kosteissa tai vesipitoisissa ympäristöissä.
• Heillä on erikoinen hapan tai hapan makuEsimerkkinä tästä voivat olla elintarvikkeet, jotka sisältävät sitruunahappoa, kuten appelsiinit, limetit, greipit, sitruuna.
• Ne voivat reagoida metallioksidien kanssa muodostaen suolaa ja vettä, aivan kuten reaktio, jonka he tekevät emäksisten aineiden kanssa.
• Joissakin tapauksissa ne voivat olla haitallisia ja jopa aiheuttaa palovammoja iholle.
• Sillä on kyky tuottaa suolaa ja vetyä reaktioprosessissa aktiivisten metallien kanssa.
• Sillä on ominaisuuksia, jotka tekevät fenolftaleiinista, ja ne voivat puolestaan ​​saada lakmuspaperi vaihtamaan värejä, esimerkiksi oranssista punaiseksi ja sinisestä vaaleanpunaiseksi.

Mitkä ovat perusteet?

Tätä kutsutaan myös alkaliksi, jonka alkuperä on peräisin arabian kielestä, tarkalleen sanasta "Al-Qaly", heitä kutsutaan nimellä kaikki aineet, joilla on emäksisiä ominaisuuksia, vaikka voidaan myös määrittää minkä tahansa liuoksen muodossa, joka vesiliuokselle altistettuna luo väliaineelle ioneja.

Emästen ominaisuudet

Boyle totesi, että näillä aineilla on kaikki seuraavat ominaisuudet.

• Kosketukseksi voidaan todeta, että ne ovat luonteeltaan saippuaa.
• Niille on ominaista niiden erottuva karvas maku.
• Heillä on kyky reagoida happojen kanssa suolan ja suuremman veden muodostamiseksi.
• Ne voivat muuttaa lakmuspaperin punaisesta siniseksi.
• Ne ovat vesiliukoisia, varsinkin kun on kyse hydroksideista.
• Suurin osa näistä ns. Perusaineista on haitallisia ihmisen iholle, koska niillä on kudoksia vahingoittavia ominaisuuksia.

Vaikka Boyle ja muut suuret kemistit yrittivät useita kertoja selittää miksi hapot ja emäkset käyttäytyvät tällä tavalla, happojen ja emästen ensimmäinen määritelmä hyväksyttiin vasta 200 vuotta myöhemmin.

Happo-emäs-reaktiot

Se tunnetaan myös nimellä neutralointireaktio, sitä kutsutaan kemialliseksi reaktioksi, joka tapahtuu hapon ja emäksen välillä, mikä johtaa suolaan ja veteen. On huomattava, että sana suola kuvaa mitä tahansa yhdistettä, jolla on ionisia ominaisuuksia ja jonka kationi tulee tietystä emäksestä.

Las neutralointireaktiot, joissa happojen ja emästen on oltava aina läsnä, ne ovat useimmissa tapauksissa eksotermisiä, mikä tarkoittaa, että ne vapauttavat energiaa prosesseissaan, tätä reaktiota kutsutaan neutraloivaksi, koska kun happo yhdistetään emäksen kanssa, ne neutraloivat toisiaan , jättäen niiden ominaisuudet tyhjäksi.

Happo-emäs-reaktiokäytäntö

Neutraloivan reaktioprosessin aloittamiseksi on välttämätöntä, että käytössä on Erlenmeyer-pullo, johon laitetaan suolahappoliuos, ja vuorostaan ​​muutama tippa fenolftaleiinin indikaattoria lisätään, se muuttuu vaaleanpunaiseksi pohja-alustassa, mutta kun se on löytyy happamasta väliaineesta eikä siinä ole väriä, joten se on väritön.

Happo- ja emäsneutralisaattoreita tuotetaan yhtä lailla, eli "ekvivalenttiekvivalentti", tämä tarkoittaa, että ekvivalentti happoa neutraloidaan aina täysin ekvivalentilla minkä tahansa tyyppisellä emäksellä.

Edellisen prosessin jälkeen seuraa natriumhydroksidiliuoksen asettaminen byrettiin ja hanan avaaminen varovasti ja hitaasti, kun se putoaa vähitellen, se reagoi suolahapon kanssa muodostaen vettä ja natriumkloridia, Tämän seurauksena PH nouseeja happotasot laskevat.

Kun kaikki happo on käytetty loppuun, seuraava emäksen pisara lisätään emäksiseen liuokseen, jolloin indikaattori muuttuu vaaleanpunaiseksi, mikä auttaa ymmärtämään, että happo on neutraloitu kokonaan.

Yleensä grammoekvivalentin massa määritetään ottaen huomioon aineen tyyppi, koska aineet ovat erilaisia, jokaisella on omat ominaisuutensa, esimerkiksi suolan laskeminen ei ole sama kuin hapon, ottaen huomioon myös suoritettavan reaktion tyypin, koska reaktiotyypistä riippuen aineiden mitat ovat erilaiset, joten laskelmia ei voida käyttää uudelleen.

Hapon moolimassa jaettuna siitä erotettavissa olevien vetyjen määrällä on yhtä suuri kuin yhden gramman ekvivalentin massa tietystä haposta.

Yleisin emästyyppi kaikkien olemassa olevien joukossa on hydroksidi, ja sen grammoekvivalentti määritetään jakamalla sen moolimassa hydroksidin OH-ryhmien lukumäärällä.

Näiden reaktioiden tilavuus lasketaan kaavan avulla, joka sallii tietyn hapon neutraloimisen emäksestä seuraavasti: N* V= Nb* Va, ensimmäinen on hapon ja loput emäksen ominaisuudet.

Happoliuoksen normaalisuuden laskemiseksi on toimittava seuraavasti: normaali = molaarisuus.

Happo-emäs-reaktion merkitys

Niillä on erittäin tärkeä merkitys niiden kyvyn suhteen tekniikoina kvantitatiiviseen tilavuuden analysointiin, joiden prosessit määritetään happo-emäs-titrauksiksi.

Suorita nämä reaktiot yleensä käytetään indikaattoriratkaisua, jotka toimivat oppaana neutralointipisteen ja sen kehittymisen tiedossa, vaikka tiettyjen tehtävien suorittamiseksi on myös joitain sähkökemiallisia prosesseja.

Voidaan osoittaa kolmen tyyppisiä reaktioita, jotka on jaettu happojen ja emästen ominaisuuksien perusteella, erityisesti sen mukaan, ovatko ne heikkoja vai vahvoja, kuten seuraavat.

Heikon hapon ja emäksen reaktio

Näissä voidaan nähdä, että emäksen kationi ja hapon anioni hydrolysoituvat, joten niiden pH on yhtä suuri kuin 7, jos happo on heikompaa, ja jos emäs on heikompaa, se on <7.

Reaktio vahvan emäksen ja heikon hapon välillä

Tässä tapauksessa voidaan nähdä, kuinka vain hapon anioni hydrolysoituu, joten sen pH on <7.

Reaktio heikon emäksen ja vahvan hapon välillä

Tämän tyyppisessä reaktiossa havaitaan vain, kuinka emäksen kationi hydrolysoituu, joten siinä oleva PH pysyy> 7.

Jotta voidaan valita mikä on täydellinen indikaattori jokaiselle reaktiotyypille, on tarpeen tietää, kuinka lopullinen PH tulee olemaan, jotta ekvivalenssipiste voidaan laskea oikein.

Happo-emäs-reaktion historialliset määritelmät

Siellä oli monia määritelmät tämän reaktion prosessista happojen ja emästen välillä, saman merkitys osoitetaan kunkin sisältämän analyysikyvyn mukaan ja enemmän, kun sitä käytetään neutraloimaan reaktioita nestemäisten tai kaasumaisten aineiden kanssa tai kun happojen ja emästen merkit ja ominaisuudet ovat yleensä vähemmän ilmeisiä.

Määritelmä Antoine Lavoisier

Lavoisierin tieto rajoittui aluksi voimakkaisiin happoihin, koska ne olivat tarkemmin määriteltyjä hapoille, joiden keskiatomeissa on korkea hapettumistila, joita puolestaan ​​ympäröivät happiatomit, mutta hänellä ei ollut täydellistä tietoa happamista hapoista, hän onnistui määrittämään hapot määrittämällä ne happipitoisuudeksi, minkä vuoksi hänen täytyi käyttää antiikin kreikkaa nimeämään tämä happojen rakentaja.

Tämä teoria tai määritelmä luokiteltiin tärkeimmäksi uskomattoman 30 vuoden ajan, mutta vuonna 1810 julkaistiin artikkeli, joka osoitti joitain ristiriitaisuuksia perustojen ja perustusten kanssa, mikä sai Lavoisierin määritelmän menettämään uskottavuutensa.

Bronsted-Lowry-määritelmä  

Tämä määritelmä muotoiltiin itsenäisesti vuonna 1923, jonka emäkset voidaan havaita emästen protonaatiossa happojen deprotonointiprosessin kautta, joka voidaan määritellä ymmärtämään paremmin happojen kyky kykyä lahjoittaa vetykationeja emäksille, jotka hyväksyä tämä menettely.

Tällä on suuri ero Arrhenius-määritelmään, koska se ei koostu veden ja suolan muodostumisesta, vaan pikemminkin konjugoitujen happojen ja emästen muodostumisesta, jotka saavutetaan siirtämällä protonia, joka voi saada hapon toimittamaan sen tukikohtaan.

Tässä määritelmässä voidaan havaita dramaattinen muutos termeissä, joiden kanssa hapot ja emäkset tunnetaan, koska happo tunnetaan yhdisteenä, jolla on kyky luovuttaa protonia, kun taas emäkset ovat kaikki aineet, jotka mahdollistavat protonin vastaanottamisen, tämän seurauksena voidaan sanoa, että happo-emäs-reaktio on vetykationin eliminointi haposta ja oletusarvoisesti tämän lisääminen emäkseen.

Tämä prosessi haluaa viitata protonin eliminointiin atomin ytimestä, tätä prosessia ei ole kovin helppo saavuttaa, koska happojen yksinkertainen dissosiaatio ei riitä, vaan pikemminkin on tarpeen jatkaa kationivety.

Lewisin määritelmä

Tämä määritelmä sisältää Bronsted-Lowry-teorian perustan sekä käsitteen, jonka tämä ehdotti liuotinsysteemille. Tämän teorian oletti vuonna 1923 kemisti Gilbert Lewis.

Lewis ehdottaa tässä määritelmässä emästä, jonka hän nimitti "Lewis-emäkseksi", jolla on kyky lahjoittaa elektroninen pari ja hapot "Lewis-happona", koska tämä on mainitun elektronisen parin vastaava reseptori. Tämä määritelmä eroaa täysin edellä ehdotetuista ja oletetuista, koska niissä ei mainita, että happoja ja emäksiä mitataan protoneilla tai jollakin sitoutuneella aineella.

Tämän oletettiin hänen teoriassaan, että anioni oli happo ja kationi oli emäs, jolla on ei-jaettu elektroninen pari, jos tätä määritelmää käytetään, happo-emäs-reaktio voidaan ymmärtää elektronisen parin suorana luovutuksena. anionista, toimittamalla se kationiin, onnistumalla muodostamaan koordinoitu kovalenttinen sidos. Tätä yhdistelmää kutsutaan elintärkeän yhdisteen, veden, muodostumiseksi.

Määritelmä Liebig

Tätä ehdotettiin vuonna 1828, muutama vuosikymmen myöhemmin kuin Lavoisier, tämä teoria perustui hänen laajaan työhönsä orgaanisten happojen kemiallisen koostumuksen suhteen. Ennen tätä määritelmää oli Davyn aloittama opillinen ero, joka keskittyi ennen kaikkea happipohjaisiin happoihin ja vetypohjaisiin happoihin.

Liebigin mukaan happo voidaan määritellä aineeksi, joka sisältää itsessään vetyä ja joka voidaan jopa korvata tai muuttaa metallilla. Vaikka tämä teoria perustuu lähinnä empiirisiin menetelmiin, se onnistui olemaan voimassa 5 vuosikymmenen ajan.

Määritelmä Arrhenius

Ruotsalainen kemisti Svante Arrhenius pyrki nykyaikaistamaan happojen ja emästen väliseen reaktioon annettuja termejä ja määritelmiä puolestaan ​​yksinkertaistamaan niiden ehtoja.

Vuonna 1884 hän teki yhteisen työn Friedrich Wilhelmin kanssa, jossa he onnistuivat selvittämään ionien läsnäolon vesiliuoksessa tietyn työn tärkeyden vuoksi Arrhenius sai loistavan mahdollisuuden saada Nobelin kemian palkinto vuonna 1903.

Happo-emäksen vesipitoisuuden perinteistä määritelmää voidaan kuvata komponentin, joka tunnetaan nimellä vesi, erikoisena muodostumisena hydroksyyli- ja vety-ioneista tai myös näiden muodostumisena happojen ja emäksen dissosiaatiosta vesiliuoksessa.

Pearsonin määritelmä (kova-pehmeä)

Tätä Ralph Pearsonin vuonna 1963 lähettämää määritelmää, vaikka se kehitettiin voimakkaammin vuonna 1984 Robert Parrin työn tuella, jonka nimi on reaktio happo-emäs kova-pehmeä, näitä adjektiiveja käytetään seuraavasti, Pehmeällä viitataan suurempiin mausteisiin, joilla on vähän  hapetustilat ja ne ovat voimakkaasti polarisoituneita, Hardia käytetään viittaamaan pienimpiin lajeihin, ja niille on ominaista korkeampi hapettumistila.

Tämä määritelmä on ollut erittäin hyödyllinen orgaanisen ja epäorgaanisen kemian prosesseissa, ja sen pääkäytännöt osoittavat, että hapot ja emäkset voivat olla vuorovaikutuksessa toistensa kanssa, ja yleisimpiä ovat sellaisten yhdisteiden reaktiot, joilla on samat piirteet, kuten esimerkiksi pehmeät -pehmeä tai vaikea-vaikea.

Tämä teoria tunnetaan myös nimellä ABDB-määritelmä, joka on erittäin hyödyllinen ennustettaessa metateesireaktioiden tuotteita. Nykyään on osoitettu, että tämä reaktio voi osoittaa räjähtävien materiaalien herkkyyden ja suorituskyvyn.

Tämä teoria perustuu enemmän kvalitatiivisiin kuin kvantitatiivisiin ominaisuuksiin, jotka auttavat ymmärtämään yksinkertaisemmin kemian ja reaktioiden hallitsevat tekijät.

Määritelmä Usanovich

Myös venäläinen kemisti Mikhail Usanovich määritteli, mitä happo-emäksinen reaktio merkitsee, ja voidaan sanoa, että tämä on kaikista yleisimpiä, jossa määritetään, että hapot ovat kaikki kemiallisia aineita, jotka pystyvät hyväksyä negatiivisia lajeja, tai että jos se ei ole mahdollista, lahjoittaa positiivisia lajeja, Usanovichin antama emäksen käsite, päinvastoin kuin hapoilla.

Tämän venäläisen kemistin ehdottama happojen ja emästen reaktio osuu yhteen toisen kemiallisen reaktion kanssa, joka tunnetaan nimellä "redoksireaktio", johon liittyy hapettumis-pelkistysreaktio, joten kemistit eivät suosi sitä.

Suurin osa ehdotetuista reaktioista perustuu sidoksen muodostumiseen ja rikkoutumiseen, mutta Redox ja Usanovich ovat asetettu enemmän kuin fyysiset elektroniset siirtoprosessit, mikä saa näiden kahden välisen eron olemaan täysin hajanainen.

Määritelmä Lux-Flood

Tätä määritelmää käytetään yleisesti sulojen suolojen nykyaikaisessa geokemiassa ja sähkökemiassa, jonka postulaation teki vuonna 1939 saksalainen kemisti, joka tunnettiin nimellä Hermann Lux, ja kemisti Hakon Flood kehitti sen uudelleen saavuttamaan merkittävän parannuksen vuonna 1947, tästä syystä tiedetään tähän reaktioon kahdella samoilla sukunimillä.

Tässä voimme nähdä hyvin erikoisia käsitteitä hapoista ja emäksistä, emäs on oksidianionien luovuttaja, kun taas hapot ovat mainittujen anionien vastaanottajia.

Määritelmä liuotinsysteemi

Tämä määritelmä on erittäin tärkeä tietää tästä asiasta, koska useat teorioistaan ​​vuosien varrella suorittaneet kemistit ovat joskus kommentoineet liuotinsysteemiä, joka perustuu Arrhenius-määritelmän yleistämiseen.

Suurimmassa osassa näistä liuottimista on tietty määrä positiivisia lajeja, jotka tunnetaan nimellä solvoniumkationit, ja jos näin ei ole, niillä on myös negatiivisia lajeja, kuten solvoniumanionit, jotka ovat tasapainotilassa liuottimen neutraalien molekyylien kanssa.

Tässä määritelmässä emästä voidaan kuvata liuenneena aineena, joka aiheuttaa soloniumkationien pitoisuuden lisääntymisen, kun taas hapot aiheuttavat solvoniumanionien vähenemisen.

Tämä määritelmä riippuu sekä yhdisteestä että liuottimesta, joten valitusta liuottimesta riippuen yhdisteellä voi olla kyky muuttaa omaa käyttäytymistään.

On erittäin mielenkiintoista, kuinka eri kemistit eri puolilta maailmaa ja eri aikoina kukin puhuivat ja ehdottivat erilaista määritelmää samasta aiheesta, ja tämä puolestaan ​​on erittäin tärkeää kemian tutkimuksen ja historian kannalta, koska kaikkien Näiden termien avulla on ollut mahdollista tietää vieläkin paremmin kaikki hapot ja emäkset sekä niiden neutraloivat reaktiot.