Povijesne definicije kiselina i baza

Dugo su poznate i korištene tvari s posebnim značajkama koje su od velikog praktičnog interesa, a koje su trenutno poznate kao kiseline i baze, koje su definirane kao vrlo uobičajeni kemijski reagensi, do kojih se može razviti velik dio. kemijski spojevi u vodenom mediju.

Tamo su neke reakcije koje uključuju kiseline i baze, koji se naziva kiselinsko-bazna, i da bi se za njihovo proučavanje na otopine morali primijeniti principi kemijske ravnoteže, u ovoj vrsti reakcija postoji tvar koja igra vrlo važnu ulogu, a naziva se otapalom, jer kiseline i baze obično s njim izmjenjuju protone, zahvaljujući tome se te mogu nazvati i reakcijama izmjene protona.

U davnim vremenima već je bilo poznato da neke namirnice poput octa i limuna imaju karakterističan kiselkasti okus, iako sam tek prije nekoliko stoljeća znao razlog njezina neobičnog okusa. Riječ kiselina zapravo potječe iz drevnog latinskog jezika, točno od pojma "acidus", što u prijevodu znači kiselo.

Što su kiseline?

To se naziva bilo kojim kemijskim spojem koji, prolazeći kroz postupak otapanja u vodi, daje otopinu s kationom hidronijeve aktivnosti veće od iste vode u svom najčišćem stanju, u ovoj je situaciji pH niži od 7.

Bilo koja kemijska tvar koja posjeduje svojstva kiseline naziva se kiselim tvarima.

Karakteristike kiselina

Među najvažnijim svojstvima i karakteristikama kiselina su sljedeća.

• Oni imaju kvalitetu reakcije s tvarima koje se nazivaju bazama, kako bi stvorili sol plus vodu.
• Izuzetno su nagrizajuće zbog svojih komponenata.
• Djeluju kao izvrsni provodnici električne energije u vlažnom ili vodenom okruženju.
• Oni imaju osebujan kiselkast ili kiselkast okusPrimjer za to može biti hrana koja sadrži limunsku kiselinu poput naranče, limete, grejpa, limuna, između ostalog.
• Oni mogu reagirati s metalnim oksidima stvarajući sol plus vodu, baš kao i reakciju s baznim tvarima.
• U nekim slučajevima mogu biti štetni, pa čak i uzrokovati opekline kože.
• Ima sposobnost stvaranja soli i vodika reakcijskim postupkom s aktivnim metalima.
• Ima osobine koje čine fenolftalein, a zauzvrat može uzrokovati da lakmusov papir mijenja boje, na primjer iz narančaste u crvenu i iz plave u ružičastu.

Koje su baze?

Ovo je također poznato kao lužine, čije porijeklo potječe iz arapskog jezika, tačno od riječi "Al-Qaly", zovu se svi oni tvari koje imaju alkalna svojstva, iako se također može odrediti kao bilo koja otopina koja kada se podvrgne vodenoj otopini dovodi ione u medij.

Karakteristike baza

Boyle je utvrdio da su sve te tvari koje posjeduju sljedeća svojstva.

• Na dodir se može primijetiti da su sapunaste prirode.
• Karakterizira ih istaknuti gorki okus.
• Oni imaju sposobnost reagiranja s kiselinama, kako bi se stvorila sol i više vode.
• Lakmus papir mogu pretvoriti iz crvene u plavu.
• Topivi su u vodi, posebno kada je riječ o hidroksidima.
• Velika većina tih takozvanih osnovnih tvari štetna je za ljudsku kožu, jer imaju svojstva koja oštećuju tkiva.

Iako su Boyle i drugi veliki kemičari nekoliko puta pokušali objasniti zašto se kiseline i baze ponašaju na takav način, prva definicija kiselina i baza prihvaćena je tek 200 godina kasnije.

Kiselinsko-bazne reakcije

Poznata i kao reakcija neutralizacije, naziva se kemijskom reakcijom koja se događa između kiseline i baze koja rezultira soli i vodom. Treba napomenuti da riječ sol opisuje bilo koji spoj koji ima ionska svojstva, čiji kation dolazi iz određene baze.

Las reakcije neutralizacije, u kojima uvijek mora biti prisutno kiselina i baza, oni su u većini slučajeva egzotermni, što znači da oslobađaju energiju u svojim procesima, ta se reakcija naziva neutraliziranjem, jer kada se kiselina kombinira s bazom, te se međusobno neutraliziraju , ostavljajući njihova svojstva ništavnim.

Praksa kiselinsko-bazne reakcije

Za početak s reakcijom neutralizacije potrebno je imati Erlenmeyerovu tikvicu u koju se stavi otopina klorovodične kiseline, a zauzvrat se doda nekoliko kapi indikatora fenolftaleina, u baznom mediju postaje ružičast, ali kad je nalazi se u kiselom mediju i ne sadrži nikakvu boju, pa je bezbojan.

Neutralizatori kiselina i baza proizvode se podjednako, to jest "ekvivalent-ekvivalent", to znači da će ekvivalent kiseline uvijek biti potpuno neutraliziran ekvivalentom bilo koje vrste baze.

Nakon prethodnog postupka, otopina natrijevog hidroksida stavi se u biretu, a zatim oprezno i ​​polako otvori slavinu, kad malo po malo reagira, reagirat će s klorovodičnom kiselinom i stvoriti vodu i klorid natrija, To ima za posljedicu da se PH povećava, a razina kiseline se smanjuje.

Nakon što se potroši sva kiselina, sljedeća kap baze dodaje se u osnovnu otopinu, s učinkom da indikator poprimi ružičastu boju, što služi da se shvati da je kiselina potpuno neutralizirana.

Općenito se masa grama ekvivalenta određuje uzimajući u obzir vrstu tvari, to je zato što su tvari različite, od kojih svaka ima svoje osobine, na primjer izračun soli nije isti kao onaj kiseline, također uzimajući u obzir vrstu reakcije koja se izvodi, jer su ovisno o vrsti reakcije dimenzije tvari različite, pa se izračuni ne mogu ponovno upotrijebiti.

Molarna masa kiseline podijeljena s brojem vodika koji se od nje mogu odvojiti jednaka je masi jednog grama ekvivalenta dane kiseline.

Najčešći tip baze među svim postojećim je hidroksid, a njegov gramski ekvivalent određuje se dijeljenjem molarne mase s brojem OH skupina u hidroksidu.

Volumen ovih reakcija izračunava se pomoću formule koja omogućuje neutraliziranje određene kiseline iz baze, a to je: Ndo * V= Nb* Va, prva su svojstva kiseline, a preostala svojstva baze.

Da bi se izračunala normalnost otopine kiseline, mora se postupiti na sljedeći način: normalnost = molarnost.

Važnost kiselinsko-bazne reakcije

Oni imaju vrlo relevantnu važnost u smislu njihove sposobnosti kao tehnike za kvantitativnu analizu volumena, čiji se procesi određuju kao kiselinsko-bazne titracije.

Za izvođenje ovih reakcija obično se koristi otopina indikatora, koji služe kao vodič za poznavanje točke neutralizacije i kako se ona razvija, iako postoje i neki elektrokemijski procesi za obavljanje određenih zadataka.

Mogu se prikazati tri vrste reakcija koje se dijele na temelju karakteristika kiselina i baza, posebno na temelju toga jesu li slabe ili jake, kao što su sljedeće.

Reakcija slabe kiseline i baze

Kod njih se može vidjeti da se kation baze i anion kiseline podvrgavaju hidrolizi, pa je njihov PH jednak> 7 ako je kiselina slabija, a ako je baza slabija <7.

Reakcija između jake baze i slabe kiseline

U tom se slučaju može primijetiti kako samo anion kiseline prolazi hidrolizu, pa njegov PH ostaje na <7.

Reakcija između slabe baze i jake kiseline

U ovoj vrsti reakcije primjećuje se samo kako kation baze prolazi hidrolizu, pa PH u njoj ostaje> 7.

Da biste odabrali koji je savršeni pokazatelj za svaku vrstu reakcije, potrebno je znati kakav će biti konačni PH, kako biste ispravno izračunali točku ekvivalencije.

Povijesne definicije kiselinsko-bazne reakcije

Bilo ih je mnogo definicije ovog reakcijskog procesa između kiselina i baza, važnost istih pokazuje se prema sposobnosti analize koju svaka sadrži, a više kada se primjenjuje na neutraliziranje reakcija s tekućim ili plinovitim tvarima ili kada su obilježja i svojstva kiselina i baza obično manje vidljivi.

Definicija Antoinea Lavoisiera

Znanje koje je Lavoisier imao bilo je u početku ograničeno na jake kiseline, jer su bile specifičnije za oksakiseline koje imaju visoko oksidacijsko stanje u svojim središnjim atomima, koji su pak bili okruženi atomima kisika, međutim On nije imao potpuno znanje o kiselim kiseline, uspio je uspostaviti kiseline određujući ih kao sadržaj kisika, za to je morao upotrijebiti drevni grčki da imenuje ovog graditelja kiselina.

Ova teorija ili definicija rangirana je kao najvažnija tijekom nevjerojatnih 30 godina, međutim 1810. godine objavljen je članak koji je pokazao neke kontradikcije s osnovama i temeljima, zbog čega je Lavoisierova definicija izgubila na vjerodostojnosti.

Definicija Bronsted-Lowryja  

Ova je definicija formulirana neovisno 1923. godine, čije se baze mogu primijetiti u protonaciji baza, postupkom deprotonacije kiselina, što se može definirati za veće razumijevanje kao sposobnost kiselina da mogu donirati katione vodika u baze, koji nastavljaju prihvaćati ovaj postupak.

To ima veliku razliku s Arrheniusovom definicijom, jer se ne sastoji u stvaranju vode i soli, već u konjugiranim kiselinama i bazama, što se postiže prijenosom protona koji može stvoriti kiselinu da je isporuči do baze.

U ovoj se definiciji može primijetiti drastična promjena u terminima s kojima su kiseline i baze poznate, jer je kiselina poznata kao spoj koji ima sposobnost doniranja protona, dok su baze sve one tvari kojima je omogućen prijem protona, kao posljedica toga, može se reći da je kiselinsko-bazna reakcija uklanjanje kationa vodika iz kiseline, a po defaultu dodavanje ovog u bazu.

Ovaj postupak želi se odnositi na eliminaciju protona iz jezgre atoma, taj postupak nije lako postići, jer jednostavna disocijacija kiselina nije dovoljna, već je potrebno nastaviti s eliminacijom kation vodik.

Definicija Lewisa

Ova definicija uključuje temelje Bronsted-Lowry teorije, kao i koncept koji je predložio za sustav otapala, a ovu je teoriju 1923. postulirao kemičar Gilbert Lewis.

Lewis u ovoj definiciji predlaže bazu koju je nazvao "Lewisova baza" koja ima sposobnost doniranja elektroničkog para i kiselina jer je "Lewisova kiselina" taj odgovarajući receptor spomenutog elektroničkog para. Ova se definicija potpuno razlikuje od prethodno predloženih i postuliranih, jer ne spominju da se kiseline i baze mjere protonima ili nekom vezanom tvari.

To je u njegovoj teoriji pretpostavljalo da je anion kiselina, a kation baza koja ima nepodijeljeni elektronički par, ako se koristi ova definicija, reakcija kiselina-baza može se shvatiti kao izravno doniranje elektroničkog para iz aniona, isporučujući ga kationu, uspijevajući stvoriti koordiniranu kovalentnu vezu. Ova je kombinacija poznata kao stvaranje najvažnijeg životnog spoja, vode.

Definicija Liebiga

To je predloženo 1828. godine, nekoliko desetljeća kasnije od Lavoisierove, ova se teorija temeljila na njegovom opsežnom radu o kemijskom sastavu organskih kiselina. Prije ove definicije postojala je doktrinarna razlika koju je pokrenuo Davy, koja se usredotočila više od svega na kiseline na bazi kisika i kiseline na osnovi vodika.

Prema Liebigu, kiselina se može definirati kao tvar koja u sebi sadrži vodik, a koja se čak može zamijeniti ili promijeniti metalom. Ova teorija, iako se temelji uglavnom na empirijskim metodama, uspjela je biti na snazi ​​pet desetljeća.

Definicija Arrhenius-a

Švedski kemičar Svante Arrhenius nastojao je modernizirati pojmove i definicije dane reakciji između kiselina i baza, zauzvrat nastojeći pojednostaviti pojmove.

1884. izveo je zajednički rad s Friedrichom Wilhelmom u kojem su uspjeli utvrditi prisutnost iona u vodenoj otopini, zbog važnosti određenog djela Arrheniusu je dana nevjerojatna prilika da primi Nobelovu nagradu za kemiju godine. 1903. godine.

Tradicionalna definicija vodene kiselinske baze može se opisati kao osebujno formiranje komponente poznate kao voda iz hidroksilnih i vodikovih iona ili kao njihova tvorba iz disocijacije kiselina i baze u vodenoj otopini.

Pearsonova definicija (tvrdo-meko)

Ovu definiciju postupirao je Ralph Pearson 1963. godine, iako je snažnije razvijen 1984. godine uz podršku rada Roberta Parra, čije je ime reakcija kiselinsko-bazna tvrdo-meka, ovi se pridjevi koriste na sljedeći način, koristi se Soft da se odnosi na veće začine, koji imaju malo  oksidacijska stanja i jako su polarizirana. Tvrdi se koristi za označavanje najmanjih vrsta, a karakteriziraju ih veća oksidacijska stanja.

Ova je definicija bila vrlo korisna za procese organske i anorganske kemije, a njezini glavni postupci pokazuju da kiseline i baze mogu međusobno komunicirati, a najčešće su reakcije spojeva koji imaju ista svojstva, kao što je na primjer meka -mekan, ili tvrd-tvrd.

Ova je teorija poznata i kao definicija ABDB, što je vrlo korisno za predviđanje produkata reakcija metateza. Danas je dokazano da ova reakcija može pokazati osjetljivost i učinkovitost eksplozivnih materijala.

Ova se teorija temelji više na kvalitativnim nego na kvantitativnim karakteristikama, koje pomažu na jednostavniji način razumjeti prevladavajuće čimbenike kemije i reakcija.

Definicija Usanoviča

Mihail Usanovič, ruski kemičar, također je definirao što kiselinsko-bazna reakcija podrazumijeva, i može se reći da je ovo najopćenitije od svih, u kojem se utvrđuje da su kiseline sve one kemijske tvari koje su sposobne prihvatiti negativne vrste ili one koje u protivnom doniraju pozitivne vrste, koncept baze daje Usanovich, suprotan konceptu kiselina.

Reakcija kiselina i baza koju je predložio ovaj ruski kemičar poklapa se s drugom kemijskom reakcijom, poznatom kao "redoks reakcija" koja uključuje reakciju redukcije oksidacije, pa je kemičari ne preferiraju.

Većina predloženih reakcija temelji se na stvaranju i prekidanju veza, ali redoks i Usanovićeve postavljene su više kao fizički elektronički procesi prijenosa, što dovodi do toga da je razlika između ove dvije potpuno difuzna.

Definicija Lux-Flood

Ova se definicija općenito koristi u modernoj geokemiji i elektrokemiji rastopljenih soli, čiju je postavku 1939. godine izradio njemački kemičar poznat kao Hermann Lux, a ponovno ju je razvio postižući značajno poboljšanje 1947. kemičar Hakon Flood, iz tog je razloga poznat na ovu reakciju dva prezimena istih.

U tome se mogu uvažiti vrlo neobični koncepti kiselina i baza, čija je baza donor oksidnih aniona, dok su kiseline primatelji navedenih aniona.

Definicija sustava otapala

Ovu je definiciju vrlo važno znati u vezi s ovom problematikom, jer je nekoliko kemičara koji su tijekom godina provodili svoje teorije ponekad komentirali sustav otapala koji se temelji na generalizaciji Arrhenius-ove definicije izložene gore.

U većini ovih otapala postoji određena količina pozitivnih vrsta, poznatih kao solvonijevi kationi, a ako to ne učine, imaju i negativne vrste poput solvonijevih aniona, koje su u stanju ravnoteže s neutralnim molekulama otapala.

U ovoj definiciji baza se može opisati kao otopljena tvar koja uzrokuje povećanje koncentracije solcijskih kationa, dok su kiseline one koje uzrokuju smanjenje solvonijevih aniona.

Ova definicija ovisi i o spoju i otapalu, tako da ovisno o odabranom otapalu, spoj može imati sposobnost promjene vlastitog ponašanja.

Vrlo je zanimljivo kako su različiti kemičari iz različitih dijelova svijeta i u različita vremena govorili i predlagali različitu definiciju o istoj temi, a to je zauzvrat vrlo važno za proučavanje i povijest kemije, jer sastavljajući sve ovim je terminima moguće još bolje znati sve aspekte koji se razmatraju o kiselinama i bazama i njihovim reakcijama neutralizacije.