Исторические определения кислот и оснований

В течение долгого времени были известны и использовались вещества с особыми характеристиками, представляющими большой практический интерес, которые в настоящее время известны как кислоты и основания, которые определяются как очень распространенные химические реагенты, большая часть которых может быть развита. химические соединения в водных средах.

Есть некоторые реакции с участием кислот и оснований, называемый кислотно-основным, что для их изучения, принципы химического равновесия должны быть применены к растворам, в этом типе реакций есть вещество, которое играет очень важную роль, которое называется растворителем, так как кислоты и основания Они обычно обмениваются с ним протонами, благодаря чему их также можно назвать реакциями протонного обмена.

В древние времена уже было известно, что некоторые продукты, такие как уксус и лимон, имеют характерный кислый вкус, хотя только несколько веков назад я узнал причину его специфического вкуса. Слово кислота на самом деле происходит от древнего латинского языка, а именно от термина «ацидус», который переводится как кислый.

Что такое кислоты?

Это называется любым химическим соединением, которое при растворении в воде дает раствор с активностью катиона гидроксония, большей, чем у той же воды в ее самом чистом состоянии, в этой ситуации представлен pH ниже 7.

Любое химическое вещество, обладающее свойствами кислоты, называется кислотными веществами.

Характеристики кислот

Среди наиболее важных свойств и характеристик кислот можно выделить следующие.

• Они обладают способностью реагировать с веществами, называемыми основаниями, с образованием соли и воды.
• Они чрезвычайно агрессивны из-за своих компонентов.
• Они отлично проводят электричество во влажной или водной среде.
• У них есть своеобразный кислый или кислый вкусПримером этого могут быть продукты, содержащие лимонную кислоту, такие как апельсины, лаймы, грейпфруты, лимон и другие.
• Они могут реагировать с оксидами металлов с образованием соли плюс вода, точно так же, как реакция с основными веществами.
• В некоторых случаях они могут нанести вред и даже вызвать ожоги кожи.
• Он обладает способностью генерировать соль и водород в процессе реакции с активными металлами.
• Он обладает качествами, которые делают фенолфталеин, и, в свою очередь, может вызывать изменение цвета лакмусовой бумаги, например, с оранжевого на красный и с синего на розовый.

Какие бывают базы?

Это также известно как щелочь, происхождение которой происходит из арабского языка, а именно от слова «Аль-Кали», они называются всеми этими вещества, обладающие щелочными свойствами, хотя его также можно определить как любой раствор, который при воздействии водного раствора представляет ионы в среду.

Характеристики оснований

Бойль определил, что все эти вещества обладают следующими свойствами.

• На ощупь можно отметить, что они носят мыльный характер.
• Для них характерен ярко выраженный горький вкус.
• У них есть способность реагировать с кислотами, чтобы произвести соль и больше воды.
• Они могут превратить лакмусовую бумажку из красной в синюю.
• Они растворимы в воде, особенно если речь идет о гидроксидах.
• Подавляющее большинство этих так называемых основных веществ вредны для кожи человека, поскольку обладают характеристиками, повреждающими ткани.

Хотя Бойль и другие великие химики несколько раз пытались объяснить, почему кислоты и основания ведут себя таким образом, первое определение кислот и оснований было принято только 200 лет спустя.

Кислотно-основные реакции

Также известная как реакция нейтрализации, она называется химической реакцией, которая происходит между кислотой и основанием, в результате чего образуется соль и вода. Следует отметить, что слово соль описывает любое соединение с ионными характеристиками, катион которого происходит от определенного основания.

Лас- реакции нейтрализации, в которых всегда должны присутствовать кислоты и основания, они в большинстве случаев являются экзотермическими, что означает, что они выделяют энергию в своих процессах, эта реакция называется нейтрализацией, потому что, когда кислота соединяется с основанием, они нейтрализуют друг друга. , оставляя их свойства нулевыми.

Практика кислотно-основных реакций

Чтобы начать процесс нейтрализации реакции, необходимо иметь колбу Эрленмейера, в которую помещают раствор соляной кислоты и, в свою очередь, добавляют несколько капель индикатора фенолфталеина, он становится розовым в основной среде, но когда он находится в кислой среде и не имеет цвета, поэтому он бесцветен.

Кислотные и основные нейтрализаторы производятся одинаково, то есть «эквивалентно-эквивалентные», это означает, что эквивалент кислоты всегда будет полностью нейтрализован эквивалентом любого типа основания.

После предыдущего процесса следует поместить в бюретку раствор гидроксида натрия, а затем осторожно и медленно открыть кран, когда он будет постепенно опускаться, он вступит в реакцию с соляной кислотой с образованием воды и хлорида натрия. это приводит к увеличению PH, и уровень кислоты снижается.

После того, как вся кислота израсходована, следующая капля основания добавляется к основному раствору, в результате чего индикатор становится розовым, что позволяет понять, что кислота полностью нейтрализована.

Как правило, масса граммового эквивалента определяется с учетом типа вещества, потому что вещества разные, каждое из которых имеет свои особенности, например, расчет соли не такой, как расчет кислоты, также с учетом типа проводимой реакции, поскольку в зависимости от типа реакции размеры веществ различаются, поэтому вычисления нельзя использовать повторно.

Молярная масса кислоты, деленная на количество атомов водорода, которые могут быть отделены от нее, равна массе одного грамма эквивалента данной кислоты.

Наиболее распространенным типом основания среди всех существующих является гидроксид, и его граммовый эквивалент определяется путем деления его молярной массы на количество групп ОН в гидроксиде.

Объем этих реакций рассчитывается по формуле, которая позволяет нейтрализовать данную кислоту или основание:к * V= Nб * Va, первое - это свойства кислоты, а остальные - свойства основания.

Чтобы рассчитать нормальность кислотного раствора, нужно действовать следующим образом: нормальность = молярность.

Важность кислотно-щелочной реакции

Они имеют очень важное значение с точки зрения их способности как методов количественного анализа объемов, процессы которого определяются как кислотно-основное титрование.

Чтобы выполнить эти реакции обычно используется индикаторный раствор, которые служат руководством для определения точки нейтрализации и того, как она развивается, хотя существуют также некоторые электрохимические процессы для выполнения определенных задач.

Можно показать три типа реакций, которые разделены на основе характеристик кислот и оснований, особенно в зависимости от того, являются ли они слабыми или сильными, например следующие.

Реакция слабой кислоты и основания

Из них можно видеть, что катион основания и анион кислоты подвергаются гидролизу, поэтому их PH равен> 7, если кислота слабее, а если основание слабее, то <7.

Взаимодействие сильного основания и слабой кислоты

В этом случае можно наблюдать, как гидролизу подвергается только анион кислоты, поэтому его pH остается на уровне <7.

Взаимодействие слабого основания и сильной кислоты

В этом типе реакции наблюдается только то, как катион основания подвергается гидролизу, поэтому pH в нем остается> 7.

Чтобы выбрать идеальный индикатор для каждого типа реакции, необходимо знать, каким будет конечный PH, чтобы правильно рассчитать точку эквивалентности.

Исторические определения кислотно-основной реакции

Было много определения этого процесса реакции между кислотами и основаниямиважность того же проявляется в зависимости от возможностей анализа, который каждый из них содержит, и в большей степени, когда он применяется для нейтрализации реакций с жидкими или газообразными веществами, или когда характер и свойства кислот и оснований обычно менее очевидны.

Определение Антуана Лавуазье

Знания, которыми обладал Лавуазье, сначала ограничивались сильными кислотами, потому что они были более специфичны для оксокислот, которые имели высокую степень окисления в их центральных атомах, которые, в свою очередь, были окружены атомами кислорода, однако он не имел полного представления о кислотных кислоты, ему удалось установить кислоты, определив их как содержание кислорода, для этого ему пришлось использовать древнегреческое название этого кислотного строителя.

Эта теория или определение считались наиболее важными в течение невероятных 30 лет, однако в 1810 году была опубликована статья, в которой были продемонстрированы некоторые противоречия с основами и основами, из-за которых определение Лавуазье потеряло доверие.

Определение Бронстеда-Лоури  

Это определение было сформулировано независимо в 1923 году, основания которого можно заметить при протонировании оснований посредством процесса депротонирования кислот, что для большего понимания можно определить как способность кислот отдавать водородные катионы основаниям, кто приступает к принятию этой процедуры.

Это имеет большое отличие от определения Аррениуса, потому что оно заключается не в образовании воды и соли, а скорее в образовании конъюгированных кислот и оснований, что достигается за счет переноса протона, который может заставить кислоту доставить его. к базе.

В этом определении можно наблюдать резкое изменение терминов, с помощью которых известны кислоты и основания, поскольку кислота известна как соединение, обладающее способностью отдавать протон, в то время как основания - это все вещества, способные принимать протон, как следствие этого можно сказать, что кислотно-основная реакция - это отщепление катиона водорода от кислоты и, по умолчанию, его добавление к основанию.

Этот процесс относится к отщеплению протона из ядра атома, этого процесса не очень легко достичь, поскольку простой диссоциации кислот недостаточно, скорее необходимо продолжить удаление протона. катионный водород.

Определение слова Льюис

Это определение включает в себя основы теории Бренстеда-Лоури, а также концепцию, которую она предложила для системы растворителей, эта теория была постулирована в 1923 году химиком Гилбертом Льюисом.

Льюис в этом определении предлагает основание, которое он назвал «основанием Льюиса», которое обладает способностью отдавать электронную пару и кислоты, поскольку «кислота Льюиса» является соответствующим рецептором указанной электронной пары. Это определение полностью отличается от предложенных и постулированных выше, поскольку они не упоминают, что кислоты и основания измеряются с помощью протонов или какого-либо связанного вещества.

Это предполагало в его теории, что анион был кислотой, а катион был основанием, которое имеет неразделенную электронную пару, если использовать это определение, кислотно-щелочная реакция может быть понята как прямое пожертвование электронной пары. от аниона, доставив его к катиону, сумев образовать координированную ковалентную связь. Эта комбинация известна как образование самого важного для жизни соединения - воды.

Определение слова Либих

Это было предложено в 1828 году, на несколько десятилетий позже, чем у Лавуазье, эта теория была основана на его обширной работе по химическому составу органических кислот. До этого определения существовало доктринальное различие, которое было инициировано Дэви, которое уделяло больше всего внимания кислотам, основанным на кислороде, и кислотам, основанным на водороде.

Согласно Либиху, кислоту можно определить как вещество, содержащее в себе водород, которое даже может быть заменено или заменено металлом. Эта теория, несмотря на то, что она основана в основном на эмпирических методах, просуществовала 5 десятилетий.

Определение слова Arrhenius

Шведский химик Сванте Аррениус стремился модернизировать термины и определения, которые давались реакции, происходящей между кислотами и основаниями, в свою очередь, стремясь упростить ее.

В 1884 году он провел совместную работу с Фридрихом Вильгельмом, в которой им удалось установить присутствие ионов в водном растворе, из-за важности определенной работы Аррениусу была предоставлена ​​потрясающая возможность получить Нобелевскую премию по химии в этом году. 1903 г.

Традиционное определение кислотно-щелочного водного раствора можно описать как своеобразное образование компонента, известного как вода, из гидроксильных и водородных ионов, или как их образование в результате диссоциации кислот и основания в водном растворе.

Определение Пирсона (жесткий-мягкий)

Это определение было предложено Ральфом Пирсоном в 1963 году, хотя оно было разработано с большей силой в 1984 году при поддержке работы Роберта Парра, чье название - реакция кислотно-щелочная твердость-мягкость, эти прилагательные используются следующим образом: Мягкий используется для обозначения более крупных специй, у которых  степени окисления, и они сильно поляризованы, жесткий используется для обозначения самых мелких частиц, и они характеризуются более высокими степенями окисления.

Это определение было очень полезно для процессов органической и неорганической химии, и его основные практики показывают, что кислоты и основания могут взаимодействовать друг с другом, и наиболее распространенными являются реакции соединений, которые имеют одинаковые характеристики, такие как, например, мягкость -мягкие или жесткие.

Эта теория также известна как определение ABDB, которое очень полезно для предсказания продуктов реакций метатезиса. Сегодня было доказано, что эта реакция может продемонстрировать чувствительность и характеристики взрывчатых материалов.

Эта теория основана больше на качественных характеристиках, чем на количественных, которые помогают более простым способом понять преобладающие факторы химии и реакций.

Определение слова Usanovich

Михаил Усанович, русский химик, также дал определение того, что подразумевает кислотно-основная реакция, и можно сказать, что это наиболее обобщенная из всех, в которой определяется, что кислоты - это все те химические вещества, которые способны к принять отрицательные разновидности, или то, что, в противном случае, жертвует положительные разновидности, концепция основания, предложенная Усановичем, противоположна концепции кислот.

Реакция кислот и оснований, предложенная этим русским химиком, совпадает с другой химической реакцией, известной как «окислительно-восстановительная реакция», которая включает реакцию окисления и восстановления, поэтому химики не одобряют ее.

Большинство предложенных реакций основаны на образовании и разрыве связей, но окислительно-восстановительные процессы и реакции Усановича устанавливаются скорее как процессы физического электронного переноса, что делает различие между этими двумя полностью размытыми.

Определение Lux-Flood

Это определение обычно используется в современной геохимии и электрохимии расплавленных солей, постулирование которого было сделано в 1939 году немецким химиком, известным как Герман Люкс, и было снова развито, достигнув значительных улучшений в 1947 году химиком Хаконом Фладом. на эту реакцию у двух одинаковых фамилий.

В этом мы можем видеть очень своеобразные концепции кислот и оснований, где основание является донором оксидных анионов, а кислоты являются реципиентами указанных анионов.

Определение системы растворителей

Это определение очень важно знать в связи с этим вопросом, поскольку некоторые из химиков, которые реализовывали свои теории на протяжении многих лет, иногда комментировали систему растворителей, которая основана на обобщении определения Аррениуса, приведенного выше.

В большинстве этих растворителей есть определенное количество положительных частиц, известных как катионы сольвония, и в противном случае они также имеют отрицательные частицы, такие как анионы сольвония, которые находятся в состоянии равновесия с нейтральными молекулами растворителя.

В этом определении основание можно описать как растворенное вещество, которое вызывает увеличение концентрации катионов сольвония, в то время как кислоты - это те, которые вызывают уменьшение анионов сольвония.

Это определение зависит как от соединения, так и от растворителя, поэтому в зависимости от выбранного растворителя соединение может иметь способность изменять свое собственное поведение.

Очень интересно, как разные химики из разных уголков мира и в разное время каждый говорили и предлагали разные определения по одной и той же теме, и это, в свою очередь, очень важно для изучения и истории химии, потому что объединение с Все эти термины позволили еще лучше узнать все рассматриваемые аспекты кислот и оснований и их нейтрализующих реакций.