Historické definície kyselín a zásad

Po dlhú dobu sú známe a používané látky so špeciálnymi vlastnosťami, ktoré majú veľký praktický význam, ktoré sú v súčasnosti známe ako kyseliny a zásady, ktoré sú definované ako veľmi bežné chemické činidlá, z ktorých sa dá vyvinúť veľká časť. chemické zlúčeniny vo vodnom prostredí.

Niektoré sú reakcie zahŕňajúce kyseliny a zásady, nazývané acidobázické, ktoré na ich štúdium musia byť v roztokoch uplatnené princípy chemickej rovnováhy, pri tomto type reakcií zohráva veľmi dôležitú úlohu látka, ktorá sa nazýva rozpúšťadlo, pretože kyseliny a zásady obvykle si s ním vymieňajú protóny, vďaka tomu sa dajú nazvať aj protónové výmenné reakcie.

Už v staroveku sa vedelo, že niektoré jedlá, ako napríklad ocot a citrón, majú charakteristickú kyslú chuť, hoci až pred niekoľkými storočiami som poznal dôvod ich zvláštnej príchute. Slovo kyselina v skutočnosti pochádza zo starovekého latinského jazyka, presne z jeho výrazu „acidus“, ktorý sa prekladá ako kyslý.

Čo sú to kyseliny?

Nazýva sa to každá chemická zlúčenina, ktorá pri procese rozpúšťania vo vode vytvorí roztok s aktivitou hydróniového katiónu vyššou ako rovnaká voda v najčistejšom stave. V takom prípade je pH nižšie ako 7.

Akákoľvek chemická látka, ktorá má vlastnosti kyseliny, sa nazýva kyslé látky.

Charakteristika kyselín

Medzi najdôležitejšie vlastnosti a vlastnosti kyselín patria nasledujúce.

• Kvalitne reagujú s látkami nazývanými zásady, aby vytvorili soľ a vodu.
• Vďaka svojim komponentom sú mimoriadne korozívne.
• Pracujú ako vynikajúci vodič elektriny vo vlhkom alebo vodnom prostredí.
• Majú a zvláštna kyslá alebo kyslá chuťPríkladom toho môžu byť potraviny, ktoré obsahujú kyselinu citrónovú, ako sú napríklad pomaranče, limetky, grapefruity, citrón.
• Môžu reagovať s oxidmi kovov za vzniku soli a vody, rovnako ako reakcie, ktoré robia s bázickými látkami.
• V niektorých prípadoch môžu byť škodlivé a dokonca spôsobiť popáleniny kože.
• Má schopnosť vytvárať soľ a vodík reakčným procesom s aktívnymi kovmi.
• Má vlastnosti, ktoré vytvárajú fenolftaleín, a zase môže spôsobiť, že lakmusový papier zmení farby, napríklad z oranžovej na červenú a z modrej na ružovú.

Čo sú to základy?

Toto je tiež známe ako alkálie, ktorých pôvod je z arabského jazyka, presne od slova „Al-Qaly“, sú nazývané ako všetky tie látky, ktoré majú zásadité vlastnosti, aj keď je možné určiť aj akýkoľvek roztok, ktorý po vystavení vodnému roztoku predstavuje v médiu ióny.

Charakteristika základov

Boyle určil, že všetky tieto látky majú nasledujúce vlastnosti.

• Na dotyk možno poznamenať, že majú mydlovú povahu.
• Vyznačujú sa svojou výraznou horkou chuťou.
• Majú schopnosť reagovať s kyselinami, aby sa vytvorila soľ a viac vody.
• Môžu zmeniť lakmusový papier z červeného na modrý.
• Sú rozpustné vo vode, najmä pokiaľ ide o hydroxidy.
• Prevažná väčšina týchto takzvaných základných látok je škodlivých pre ľudskú pokožku, pretože majú vlastnosti, ktoré poškodzujú tkanivá.

Aj keď sa Boyle a ďalší vynikajúci chemici niekoľkokrát pokúsili vysvetliť, prečo sa kyseliny a zásady správajú tak, prvá definícia kyselín a zásad bola prijatá až o 200 rokov neskôr.

Acidobázické reakcie

Tiež známa ako neutralizačná reakcia, sa nazýva chemická reakcia, ktorá prebieha medzi kyselinou a zásadou a ktorej výsledkom je soľ a voda. Je potrebné poznamenať, že slovo soľ označuje každú zlúčeninu, ktorá má iónové vlastnosti, ktorej katión pochádza z určitej bázy.

L neutralizačné reakcie, v ktorých vždy musí byť prítomnosť kyselín a zásad, sú väčšinou exotermické, čo znamená, že pri svojich procesoch uvoľňujú energiu, táto reakcia sa nazýva neutralizácia, pretože pri kombinácii kyseliny s bázou sa tieto navzájom neutralizujú. , pričom ich vlastnosti zostávajú nulové.

Postup acidobázickej reakcie

Na začiatok procesu neutralizácie je potrebné mať Erlenmeyerovu banku, do ktorej sa vloží roztok kyseliny chlorovodíkovej, a následne sa pridá niekoľko kvapiek indikátora fenolftaleínu, v základnom prostredí zružovie, ale keď je nachádza sa v kyslom prostredí a nemá žiadnu farbu, takže je bezfarebný.

Kyselinové a zásadité neutralizátory sa vyrábajú rovnako, to znamená „ekvivalentne ekvivalentne“, čo znamená, že ekvivalent kyseliny bude vždy úplne neutralizovaný ekvivalentom akéhokoľvek typu zásady.

Po predchádzajúcom postupe nasleduje vloženie roztoku hydroxidu sodného do byrety a potom opatrné a pomalé otváranie kohútika, keď bude pomaly klesať, bude reagovať s kyselinou chlorovodíkovou za vzniku vody a chloridu sodného. To má za následok zvýšenie pHa hladiny kyselín klesajú.

Po spotrebovaní všetkej kyseliny sa k základnému roztoku pridá ďalšia kvapka bázy, čím sa indikátor zmení na ružový, čo slúži na uvedomenie si, že kyselina bola úplne neutralizovaná.

Hmotnosť gramového ekvivalentu sa spravidla určuje s prihliadnutím na typ látky, je to preto, lebo látky sú rôzne, každá má svoje vlastné charakteristické vlastnosti, napríklad výpočet soli nie je rovnaký ako výpočet kyseliny, tiež vzhľadom na typ uskutočňovanej reakcie, pretože v závislosti od typu reakcie sú rozmery látok odlišné, takže výpočty nemožno znova použiť.

Molárna hmotnosť kyseliny vydelená počtom vodíkov, ktoré sa od nej dajú oddeliť, sa rovná hmotnosti jedného gramu ekvivalentu danej kyseliny.

Najbežnejším typom zásady zo všetkých tých, ktoré existujú, je hydroxid a jeho gramový ekvivalent sa stanoví vydelením jeho molárnej hmotnosti počtom OH skupín v hydroxide.

Objem týchto reakcií sa počíta pomocou vzorca, ktorý umožňuje neutralizovať danú kyselinu z bázy, ktorá je táto: Ndo * V= Nb* Va, prvou sú vlastnosti kyseliny a zvyšné vlastnosti zásady.

Pri výpočte normality roztoku kyseliny je potrebné postupovať nasledovne: normalita = molarita.

Dôležitosť acidobázickej reakcie

Majú veľmi dôležitý význam, pokiaľ ide o ich schopnosť pôsobiť ako techniky kvantitatívnej analýzy objemov, ktorých procesy sa určujú ako acidobázické titrácie.

Vykonať tieto reakcie obvykle sa používa indikátorový roztok, ktoré slúžia ako pomôcka na poznanie neutralizačného bodu a na jeho vývoj, aj keď existujú aj niektoré elektrochemické procesy na vykonávanie určitých úloh.

Môžu byť ukázané tri typy reakcií, ktoré sú rozdelené na základe charakteristík kyselín a zásad, najmä podľa toho, či sú slabé alebo silné, ako je uvedené nižšie.

Reakcia slabej kyseliny a zásady

Z nich je možné pozorovať, že katión bázy a anión kyseliny podliehajú hydrolýze, takže ich PH sa rovná> 7, ak je kyselina slabšia, a ak je báza slabšia, je to <7.

Reakcia medzi silnou zásadou a slabou kyselinou

V tomto prípade je možné pozorovať, ako hydrolýzou prechádza iba anión kyseliny, takže jej PH zostáva <7.

Reakcia medzi slabou zásadou a silnou kyselinou

Pri tomto type reakcie sa pozoruje iba to, ako bázický katión podlieha hydrolýze, takže PH v ňom zostáva> 7.

Aby bolo možné zvoliť, ktorý je dokonalým indikátorom pre každý typ reakcie, je potrebné vedieť, aké bude konečné pH, aby bolo možné správne vypočítať bod ekvivalencie.

Historické definície acidobázickej reakcie

Bolo ich veľa definície tohto reakčného procesu medzi kyselinami a zásadami, Dôležitosť toho istého sa ukazuje podľa analytickej kapacity, ktorú každá z nich obsahuje, a viac, keď sa používa na neutralizačné reakcie s kvapalnými alebo plynnými látkami, alebo keď sú vlastnosti a vlastnosti kyselín a zásad zvyčajne menej zrejmé.

Definícia Antoine Lavoisier

Vedomosti, ktoré mal Lavoisier, sa spočiatku obmedzovali na silné kyseliny, pretože boli špecifickejšie pre oxokyseliny, ktoré majú vo svojich centrálnych atómoch vysoký oxidačný stav, ktoré sú zase obklopené atómami kyslíka. kyselín, podarilo sa mu zistiť ich stanovením ako obsahu kyslíka, preto musel na pomenovanie tohto zvyšku kyselín použiť starogréčtinu.

Táto teória alebo definícia bola považovaná za najdôležitejšiu za neuveriteľných 30 rokov, avšak v roku 1810 vyšiel článok, ktorý demonštroval určité rozpory so základmi a základmi, vďaka ktorým Lavoisierova definícia stratila dôveryhodnosť.

Bronsted-Lowryho definícia  

Táto definícia bola formulovaná nezávisle v roku 1923, ktorej zásady si môžeme všimnúť pri protonizácii báz, a to prostredníctvom procesu deprotonácie kyselín, ktorý je možné pre lepšie pochopenie definovať ako schopnosť kyselín byť schopný darovať katióny vodíka zásadám, ktorí prijímajú tento postup.

To má veľký rozdiel od Arrheniovej definície, pretože nespočíva vo vytváraní vody a solí, ale skôr v tvorbe konjugovaných kyselín a zásad, ktoré sa dosahujú prenosom protónu, z ktorého môže byť kyselina dodávaná. na základňu.

V tejto definícii možno pozorovať drastickú zmenu v pojmoch, s ktorými sú známe kyseliny a zásady, pretože kyselina je známa ako zlúčenina, ktorá je schopná darovať protón, zatiaľ čo zásady sú všetky látky schopné prijímať protón, v dôsledku toho možno povedať, že acidobázická reakcia je eliminácia katiónu vodíka z kyseliny a štandardne jej pridanie k báze.

Tento proces sa chce týkať eliminácie protónu z jadra atómu. Tento proces nie je ľahké dosiahnuť, pretože nestačí iba jednoduchá disociácia kyselín, ale je potrebné pristúpiť k eliminácii katiónu. vodík.

Lewisova definícia

Táto definícia obsahuje základy Bronsted-Lowryho teórie, ako aj koncepciu, ktorú táto koncepcia navrhla pre systém rozpúšťadiel. Túto teóriu postuloval v roku 1923 chemik Gilbert Lewis.

Lewis v tejto definícii navrhuje bázu, ktorú nazval „Lewisova báza“, ktorá má schopnosť darovať elektronický pár a kyseliny ako „Lewisova kyselina“, čo je príslušný receptor uvedeného elektronického páru. Táto definícia je úplne odlišná od tých, ktoré sú navrhnuté a postulované vyššie, pretože neuvádzajú, že kyseliny a zásady sú merané protónmi alebo nejakou viazanou látkou.

Toto predpokladá v jeho teórii, že aniónom bola kyselina, a katiónom bola báza, ktorá má nezdieľaný elektronický pár. Ak sa použije táto definícia, acido-bázická reakcia sa dá chápať ako priame darovanie elektronického páru od aniónu, dodávajúci ho do katiónu, pričom sa mu podarilo vytvoriť koordinovanú kovalentnú väzbu. Táto kombinácia je známa ako tvorba najdôležitejšej zlúčeniny pre život, vody.

Definícia Liebig

Toto bolo navrhnuté v roku 1828, o niekoľko desaťročí neskôr ako Lavoisierova, bola táto teória založená na jeho rozsiahlej práci o chemickom zložení organických kyselín. Pred touto definíciou existovalo doktrinálne rozlíšenie, ktoré inicioval Davy, ktorý sa viac ako čokoľvek viac zameriaval na kyseliny založené na kyslíku a kyseliny založené na vodíku.

Podľa Liebiga možno kyselinu definovať ako látku, ktorá v sebe obsahuje vodík a ktorú je možné nahradiť alebo zmeniť kovom. Napriek tomu, že táto teória bola založená predovšetkým na empirických metódach, dokázala zostať v platnosti 5 desaťročí.

Vymedzenie pojmu Arrhenius

Švédsky chemik Svante Arrhenius sa snažil zmodernizovať pojmy a definície, ktoré boli dané pre reakciu, ktorá nastala medzi kyselinami a zásadami, a následne sa usiloval o zjednodušenie pojmov.

V roku 1884 uskutočnil spoločnú prácu s Friedrichom Wilhelmom, v ktorej sa im podarilo zistiť prítomnosť iónov vo vodnom roztoku, kvôli dôležitosti určitého diela bola Arrheniovi poskytnutá úžasná príležitosť získať Nobelovu cenu za chémiu v roku 1903.

Tradičnú definíciu vodnej kyslej bázy je možné opísať ako zvláštnu tvorbu zložky známej ako voda z hydroxylových a vodíkových iónov, alebo tiež ako vznik týchto látok z disociácie kyselín a zásady vo vodnom roztoku.

Pearsonova definícia (tvrdá-mäkká)

Táto definícia postulovaná Ralphom Pearsonom v roku 1963, aj keď bola vyvinutá silnejšie v roku 1984 s podporou práce Roberta Parra, ktorého meno je reakcia kyselina-báza tvrdá-mäkká, sa tieto prídavné mená používajú nasledovne, na označenie sa používa mäkký na väčšie korenie, ktoré má nízke  oxidačné stavy a sú silne polarizované. Hard sa používa na označenie najmenších druhov a vyznačuje sa vyššími oxidačnými stavmi.

Táto definícia bola veľmi užitočná pre procesy organickej a anorganickej chémie a jej hlavné postupy naznačujú, že kyseliny a zásady môžu vzájomne interagovať. Najbežnejšie sú reakcie zlúčenín, ktoré majú rovnaké vlastnosti, napríklad mäkké -soft, alebo hard-hard.

Táto teória je známa aj ako definícia ABDB, ktorá je veľmi užitočná na predpovedanie produktov reakcií metatézy. Dnes je dokázané, že táto reakcia môže preukázať citlivosť a vlastnosti výbušných materiálov.

Táto teória je založená skôr na kvalitatívnych ako kvantitatívnych charakteristikách, ktoré pomáhajú jednoduchšie pochopiť prevládajúce faktory chémie a reakcií.

Definícia Usanoviča

Ruský chemik Michail Usanovič tiež definoval, čo znamená acidobázická reakcia, a dá sa povedať, že je to najobecnejšia zo všetkých, pri ktorej sa zistí, že kyseliny sú všetky tie chemické látky, ktoré sú schopné akceptovať negatívne druhy alebo, ak to nie je možné, darovať pozitívne druhy, koncept zásady je daný Usanovičom, opak konceptu kyselín.

Reakcia kyselín a zásad navrhnutá týmto ruským chemikom sa zhoduje s ďalšou chemickou reakciou, známou ako „redoxná reakcia“, ktorá spočíva v oxidačno-redukčnej reakcii, takže nie je v prospech chemikov.

Väčšina navrhovaných reakcií je založená na vytváraní a rozbíjaní väzieb, ale redoxné a Usanovichove reakcie sú nastavené skôr ako procesy fyzického elektronického prenosu, čo spôsobuje, že rozdiel medzi týmito dvoma je úplne rozptýlený.

Definícia Lux-Flood

Táto definícia sa bežne používa v modernej geochémii a elektrochémii roztavených solí, ktorej postuláciu uskutočnil v roku 1939 nemecký chemik známy ako Hermann Lux, a bola vyvinutá opäť s cieľom dosiahnuť významné zlepšenie v roku 1947 chemikom Hakonom Floodom, z tohto dôvodu je známa na túto reakciu dvoma priezviskami rovnakých.

V tomto je možné oceniť veľmi zvláštne koncepty kyselín a zásad, pričom bázou je donor oxidových aniónov, zatiaľ čo kyseliny sú prijímateľmi uvedených aniónov.

Definícia systému rozpúšťadiel

Túto definíciu je potrebné v súvislosti s touto problematikou veľmi dobre poznať, pretože niekoľko chemikov, ktorí v priebehu rokov realizovali svoje teórie, niekedy komentovali systém rozpúšťadiel, ktorý je založený na zovšeobecnení vyššie uvedenej Arrheniovej definície.

Vo väčšine týchto rozpúšťadiel existuje určité množstvo pozitívnych druhov, ktoré sa označujú ako solóniové katióny, a ak to nie je možné, majú tiež negatívne druhy, ako sú napríklad anióny solónia, ktoré sú v rovnovážnom stave s neutrálnymi molekulami rozpúšťadla.

V tejto definícii možno bázu označiť ako rozpustenú látku, ktorá spôsobuje zvýšenie koncentrácie solvóniových katiónov, zatiaľ čo kyseliny sú tie, ktoré spôsobujú pokles solóniových aniónov.

Táto definícia závisí od zlúčeniny aj od rozpúšťadla, takže v závislosti od zvoleného rozpúšťadla môže mať zlúčenina schopnosť meniť svoje vlastné správanie.

Je veľmi zaujímavé, ako každý chemik z rôznych častí sveta a v rôznych časoch hovoril a navrhol inú definíciu tej istej témy, čo je zase veľmi dôležité pre štúdium a históriu chémie, pretože spájanie všetkých týmito pojmami bolo možné ešte lepšie poznať všetky aspekty, ktoré sa berú do úvahy na kyselinách a zásadách a ich neutralizačných reakciách.