Historische definities van zuren en basen

Lange tijd zijn stoffen met speciale eigenschappen die van groot praktisch belang zijn, bekend en gebruikt, die momenteel bekend staan ​​als zuren en basen, die worden gedefinieerd als zeer gebruikelijke chemische reagentia, waarvoor een groot deel kan worden ontwikkeld. chemische verbindingen in waterige media.

Er zijn een paar reacties met zuren en basen, zuur-base genaamd, die om ze te bestuderen, de principes van chemisch evenwicht op oplossingen moeten worden toegepast, bij dit soort reacties is er een stof die een zeer belangrijke rol speelt, die wordt genoemd oplosmiddel, omdat zuren en basen Ze wisselen er meestal protonen mee uit, hierdoor kunnen deze ook protonenuitwisselingsreacties worden genoemd.

In de oudheid was het al bekend dat sommige voedingsmiddelen zoals azijn en citroen een karakteristieke zure smaak hebben, hoewel ik pas een paar eeuwen geleden de reden voor zijn eigenaardige smaak wist. Het woord zuur komt eigenlijk uit de oude Latijnse taal, precies van de term "acidus", wat zich vertaalt als zuur.

Wat zijn zuren?

Dit wordt elke chemische verbinding genoemd die, wanneer ze door een oplossingsproces in water gaat, een oplossing produceert met een hydroniumkationactiviteit die groter is dan hetzelfde water in zijn zuiverste staat, in deze situatie wordt een pH lager dan 7 gepresenteerd.

Elke chemische stof die de eigenschappen van een zuur bezit, wordt zure stoffen genoemd.

Kenmerken van zuren

Een van de belangrijkste eigenschappen en kenmerken van zuren zijn de volgende.

• Ze hebben de eigenschap dat ze reageren met stoffen die basen worden genoemd, om zout plus water te vormen.
• Ze zijn extreem corrosief vanwege hun componenten.
• Ze werken als uitstekende geleiders van elektriciteit in vochtige of waterige omgevingen.
• Ze hebben een eigenaardige zure of zure smaakEen voorbeeld hiervan kunnen voedingsmiddelen zijn die citroenzuur bevatten, zoals sinaasappels, limoenen, grapefruits en citroen.
• Ze kunnen reageren met metaaloxiden om zout plus water te vormen, net als de reactie die ze doen met basissubstanties.
• In sommige gevallen kunnen ze schadelijk zijn en zelfs brandwonden op de huid veroorzaken.
• Het heeft de mogelijkheid om zout en waterstof te genereren door een reactieproces met actieve metalen.
• Het heeft eigenschappen die fenolftaleïne maken, en het kan er op zijn beurt voor zorgen dat lakmoespapier van kleur verandert, bijvoorbeeld van oranje naar rood en van blauw naar roze.

Wat zijn de basissen?

Dit staat ook bekend als alkali, waarvan de oorsprong is uit de Arabische taal, precies van het woord "Al-Qaly", ze worden genoemd als al die stoffen met alkalische eigenschappen, hoewel het ook kan worden bepaald als elke oplossing die bij onderwerping aan een waterige oplossing ionen aan het medium presenteert.

Kenmerken van de bases

Boyle stelde vast dat deze stoffen allemaal de volgende eigenschappen hebben.

• Bij aanraking kan worden opgemerkt dat ze zeepachtig van aard zijn.
• Ze worden gekenmerkt door hun voorname bittere smaak.
• Ze hebben de vermogen om te reageren met zuren, om zout en meer water te genereren.
• Ze kunnen lakmoespapier van rood in blauw veranderen.
• Ze zijn oplosbaar in water, vooral als het om hydroxiden gaat.
• Het overgrote deel van deze zogenaamde basissubstanties is schadelijk voor de menselijke huid, omdat ze eigenschappen hebben die weefsels beschadigen.

Hoewel Boyle en andere grote chemici verschillende keren probeerden uit te leggen waarom zuren en basen zich zo gedragen, werd de eerste definitie van zuren en basen pas 200 jaar later aanvaard.

Zuur-base-reacties

Ook bekend als de neutralisatiereactie, wordt het een chemische reactie genoemd die plaatsvindt tussen een zuur en een base die resulteert in zout en water. Opgemerkt moet worden dat het woord zout elke verbinding beschrijft met ionische eigenschappen, waarvan het kation afkomstig is van een bepaalde base.

De neutralisatiereacties, waarin altijd de aanwezigheid van zuren en basen moet zijn, ze zijn in de meeste gevallen exotherm, wat betekent dat ze energie vrijgeven in hun processen, deze reactie wordt neutraliseren genoemd omdat wanneer een zuur wordt gecombineerd met een base, deze elkaar neutraliseren , waardoor hun eigenschappen null blijven.

Zuur-base reactie praktijk

Om te beginnen met een neutraliseringsreactieproces, is het noodzakelijk om een ​​erlenmeyer te hebben, waarin een zoutzuuroplossing wordt geplaatst en op zijn beurt een paar druppels fenolftaleïne-indicator worden toegevoegd, deze wordt roze in een basismedium, maar als dat zo is gevonden in een zuur medium en vertoont geen enkele kleur, dus het is kleurloos.

Zure en base-neutralisatoren worden gelijk geproduceerd, dat wil zeggen "equivalent-equivalent", dit betekent dat een equivalent zuur altijd volledig zal worden geneutraliseerd door een equivalent van elk type base.

Na het vorige proces wordt een natriumhydroxideoplossing in een buret geplaatst en vervolgens voorzichtig en langzaam de kraan openen, wanneer deze beetje bij beetje valt, zal deze reageren met het zoutzuur om water en chloride te vormen. Van natrium, Dit heeft tot gevolg dat de PH toeneemt, en de zuurniveaus nemen af.

Als al het zuur is opgebruikt, wordt de volgende druppel base toegevoegd aan een basische oplossing, waardoor de indicator roze kleurt, dit dient om te beseffen dat het zuur volledig geneutraliseerd is.

Over het algemeen wordt de massa van een gramequivalent bepaald rekening houdend met het type stof, dit komt omdat de stoffen verschillend zijn, elk met zijn eigen kenmerken, bijvoorbeeld de berekening van een zout is niet hetzelfde als die van een zuur, ook rekening houdend met het type reactie dat wordt uitgevoerd, aangezien afhankelijk van het type reactie de afmetingen van de stoffen verschillen, zodat de berekeningen niet hergebruikt kunnen worden.

De molaire massa van een zuur gedeeld door het aantal waterstofatomen dat ervan kan worden gescheiden, is gelijk aan de massa van één gram equivalent van een bepaald zuur.

Het meest voorkomende type base onder alle bestaande is hydroxide, en het gramequivalent wordt bepaald door de molecuulmassa te delen door het aantal OH-groepen in het hydroxide.

Het volume van deze reacties wordt berekend met behulp van een formule, die het mogelijk maakt om een ​​bepaald zuur van een base te neutraliseren: Nnaar * Va = Nb* Va, de eerste zijn de eigenschappen van het zuur en de overige eigenschappen van de base.

Om de normaliteit van een oplossing van een zuur te berekenen, moet men als volgt te werk gaan: normaliteit = molariteit.

Belang van de zuur-base-reactie

Ze hebben een zeer relevant belang in termen van hun vermogen als technieken voor kwantitatieve analyse van volumes, waarvan de processen worden bepaald als zuur-basetitraties.

Om deze reacties uit te voeren meestal wordt een indicatoroplossing gebruikt, die dienen als een gids om het neutralisatiepunt te kennen en hoe het zich ontwikkelt, hoewel er ook enkele elektrochemische processen zijn om bepaalde taken uit te voeren.

Er kunnen drie soorten reacties worden weergegeven die zijn onderverdeeld op basis van de kenmerken van zuren en basen, vooral of ze zwak of sterk zijn, zoals de volgende.

Reactie van een zwak zuur en base

Hierin kan worden waargenomen dat het kation van de base en het anion van het zuur hydrolyse ondergaan, dus hun PH is gelijk aan> 7 als het zuur zwakker is, en als de base zwakker is, is deze <7.

Reactie tussen een sterke base en een zwak zuur

In dit geval kan worden waargenomen hoe alleen het anion van het zuur hydrolyse ondergaat, zodat de PH op <7 blijft.

Reactie tussen een zwakke base en een sterk zuur

Bij dit type reactie wordt alleen waargenomen hoe het kation van de base hydrolyse ondergaat, zodat de PH daarin> 7 blijft.

Om te kiezen welke de perfecte indicator is voor elk type reactie, is het noodzakelijk om te weten hoe de uiteindelijke PH zal zijn om het equivalentiepunt correct te berekenen.

Historische definities van de zuur-base-reactie

Er waren veel definities van dit reactieproces tussen zuren en basenwordt het belang van hetzelfde aangetoond door de analysecapaciteit die elk bevat, en meer wanneer het wordt toegepast op neutraliserende reacties met vloeibare of gasvormige stoffen, of wanneer de kenmerken en eigenschappen van zuren en basen gewoonlijk minder duidelijk zijn.

Definitie van Antoine Lavoisier

De kennis die Lavoisier had, was aanvankelijk beperkt tot sterke zuren, omdat ze specifieker waren voor oxaciden die een hoge oxidatietoestand hebben in hun centrale atomen, die op hun beurt omgeven waren door zuurstofatomen. zuren slaagde hij erin de zuren vast te stellen door ze te bepalen als het zuurstofgehalte, hiervoor moest hij het oude Grieks gebruiken om deze zuurbouwer te noemen.

Deze theorie of definitie werd gerangschikt als de belangrijkste voor een ongelooflijke 30 jaar, maar in 1810 werd een artikel gepubliceerd dat enkele tegenstrijdigheden met bases en funderingen aantoonde, waardoor de definitie van Lavoisier zijn geloofwaardigheid verloor.

Bronsted-Lowry-definitie  

Deze definitie werd onafhankelijk geformuleerd in 1923, waarvan de basen kunnen worden opgemerkt in de protonering van de basen, door het deprotonatieproces van zuren, dat voor een beter begrip kan worden gedefinieerd als het vermogen van zuren om waterstofkationen aan de basen te kunnen doneren, die doorgaan met het accepteren van deze procedure.

Dit heeft een groot verschil met de definitie van Arrhenius, omdat het niet bestaat uit de vorming van water en zout, maar eerder uit de vorming van geconjugeerde zuren en basen, die worden bereikt door de overdracht van een proton dat een zuur kan maken om het af te geven. naar een basis.

In deze definitie is een drastische verandering waar te nemen in de termen waarmee zuren en basen bekend zijn, omdat een zuur bekend staat als een verbinding die het vermogen heeft om een ​​proton te doneren, terwijl basen al die stoffen zijn die het proton kunnen ontvangen, als gevolg hiervan kan worden gesteld dat een zuur-base-reactie de eliminatie van een waterstofkation uit het zuur is, en standaard de toevoeging hiervan aan de base.

Dit proces wil verwijzen naar de eliminatie van een proton uit de kern van een atoom, dit proces is niet erg gemakkelijk te bereiken, omdat de eenvoudige dissociatie van zuren niet voldoende is, maar het is eerder nodig om door te gaan met de eliminatie van een kation waterstof.

Lewis-definitie

Deze definitie omvat de grondslagen van de Bronsted-Lowry-theorie, evenals het concept dat dit voorstelde voor het oplosmiddelsysteem, deze theorie werd in 1923 gepostuleerd door de chemicus Gilbert Lewis.

Lewis stelt in deze definitie een base voor, die hij "de Lewis-base" noemde, die het vermogen heeft om een ​​elektronisch paar te doneren en zuren als "Lewis-zuur", zijnde dit de respectievelijke receptor van het genoemde elektronische paar. Deze definitie verschilt totaal van de hierboven voorgestelde en gepostuleerde, omdat ze niet vermelden dat zuren en basen worden gemeten met protonen of een gebonden stof.

Dit veronderstelde in zijn theorie dat het anion het zuur was en het kation de base was met een niet-gedeeld elektronisch paar.Als deze definitie wordt gebruikt, zou de zuur-base-reactie kunnen worden opgevat als de directe donatie van een elektronisch paar. van het anion, die het aan het kation levert en erin slaagt een gecoördineerde covalente binding te vormen. Deze combinatie staat bekend als de vorming van de meest vitale verbinding voor het leven, water.

Definitie van Liebig

Dit werd voorgesteld in 1828, een paar decennia later dan die van Lavoisier, deze theorie was gebaseerd op zijn uitgebreide werk over de chemische samenstelling van organische zuren. Vóór deze definitie was er een leerstellig onderscheid dat werd geïnitieerd door Davy, dat zich vooral richtte op zuren op basis van zuurstof en zuren op basis van waterstof.

Volgens Liebig kan een zuur worden gedefinieerd als een stof die in zichzelf waterstof bevat en die zelfs vervangen of veranderd kan worden door een metaal. Ondanks dat deze theorie grotendeels gebaseerd is op empirische methoden, is ze erin geslaagd om gedurende 5 decennia van kracht te blijven.

Definitie van Arrhenius

De Zweedse chemicus Svante Arrhenius probeerde de termen en definities die waren gegeven aan de reactie tussen zuren en basen te moderniseren, en probeerde op zijn beurt de termen hiervan te vereenvoudigen.

In 1884 voerde hij een gezamenlijk werk uit met Friedrich Wilhelm waarin ze erin slaagden de aanwezigheid van ionen in een waterige oplossing vast te stellen, vanwege het belang van een bepaald werk kreeg Arrhenius de wonderbaarlijke kans om in dat jaar een Nobelprijs voor de Scheikunde te ontvangen. 1903.

De traditionele definitie van waterige zuur-base kan worden beschreven als de eigenaardige vorming van de component die bekend staat als water uit hydroxyl- en waterstofionen, of ook als de vorming hiervan door de dissociatie van zuren en een base in waterige oplossing.

Pearson's definitie (hard-zacht)

Deze definitie gepostuleerd door Ralph Pearson in 1963, hoewel deze in 1984 sterker werd ontwikkeld met de steun van het werk van Robert Parr, wiens naam de reactie zuur-base hard-zacht is, deze bijvoeglijke naamwoorden worden op de volgende manier gebruikt: Soft wordt gebruikt om te verwijzen naar de grotere kruiden, die laag zijn  oxidatietoestanden, en ze zijn sterk gepolariseerd. Hard wordt gebruikt om te verwijzen naar de kleinste soorten, en ze worden gekenmerkt door hogere oxidatietoestanden.

Deze definitie is zeer nuttig geweest voor de processen van organische en anorganische chemie, en de belangrijkste praktijken ervan geven aan dat zuren en basen met elkaar kunnen interageren, en de meest voorkomende zijn de reacties van verbindingen met dezelfde eigenschappen, zoals bijvoorbeeld zachte -zacht of hard-hard.

Deze theorie staat ook bekend als de ABDB-definitie, die erg handig is voor het voorspellen van de producten van metathesereacties. Tegenwoordig is bewezen dat deze reactie de gevoeligheid en prestaties van explosieve materialen kan aantonen.

Deze theorie is meer gebaseerd op kwalitatieve kenmerken dan op kwantitatieve, die helpen om op een eenvoudigere manier de overheersende factoren van chemie en reacties te begrijpen.

Definitie van Usanovich

Mikhail Usanovich, een Russische chemicus, heeft ook een definitie gemaakt van wat de zuur-base-reactie inhoudt, en men kan zeggen dat dit de meest algemene van allemaal is, waarin wordt vastgesteld dat zuren al die chemische stoffen zijn die in staat zijn om accepteer negatieve soorten, of dat, als dat niet lukt, positieve soorten schenkt, het concept van de basis wordt gegeven door Usanovich, het tegenovergestelde van die van zuren.

De reactie van zuren en basen die door deze Russische chemicus wordt voorgesteld, valt samen met een andere chemische reactie, bekend als de "redoxreactie", die een oxidatie-reductiereactie omvat, en daarom wordt deze reactie niet geprefereerd door chemici.

De meeste van de voorgestelde reacties zijn gebaseerd op het vormen en breken van bindingen, maar redox en die van Usanovich zijn meer ingesteld als fysieke elektronische overdrachtsprocessen, waardoor het onderscheid tussen deze twee totaal diffuus is.

Definitie van Lux-Flood

Deze definitie wordt algemeen gebruikt in de moderne geochemie en elektrochemie van gesmolten zouten, waarvan de postulatie in 1939 werd gedaan door een Duitse chemicus die bekend staat als Hermann Lux, en die opnieuw werd ontwikkeld en in 1947 een aanzienlijke verbetering bereikte door de chemicus Hakon Flood, om deze reden is bekend. op deze reactie door de twee achternamen van dezelfde.

Hierin kan men zeer eigenaardige concepten van zuren en basen waarderen, waarbij de base een donor is van oxide-anionen, terwijl zuren de ontvangers zijn van deze anionen.

Definitie van oplosmiddelsysteem

Deze definitie is erg belangrijk om te weten met betrekking tot deze kwestie, aangezien verschillende scheikundigen die in de loop der jaren hun theorieën hebben gemaakt, soms commentaar hebben geleverd op het oplosmiddelsysteem, dat is gebaseerd op een generalisatie van de hierboven beschreven Arrhenius-definitie.

Er is een bepaalde hoeveelheid positieve soorten in de meeste van deze oplosmiddelen, bekend als solvoniumkationen, en bij gebreke daarvan hebben ze ook negatieve soorten zoals solvoniumanionen, die in een evenwichtstoestand zijn met de neutrale moleculen van het oplosmiddel.

In deze definitie kan de base worden beschreven als een opgeloste stof die een toename van de concentratie van solvoniumkationen veroorzaakt, terwijl de zuren degene zijn die een afname van de solvoniumanionen veroorzaken.

Deze definitie hangt af van zowel de verbinding als het oplosmiddel, dus afhankelijk van het gekozen oplosmiddel kan de verbinding zijn eigen gedrag veranderen.

Het is erg interessant hoe de verschillende chemici uit verschillende delen van de wereld en verschillende tijden elk spraken en een andere definitie voorstelden over hetzelfde onderwerp, en dit is op zijn beurt erg belangrijk voor de studie en geschiedenis van de scheikunde, omdat door al deze termen was het mogelijk om alle aspecten die in overweging worden genomen over zuren en basen en hun neutraliserende reacties nog beter te kennen.