Zgodovinske opredelitve kislin in baz

Že dolgo so znane in uporabljene snovi s posebnimi lastnostmi, ki so zelo praktične in so trenutno znane kot kisline in baze, ki so opredeljene kot zelo pogosti kemični reagenti, do katerih je mogoče razviti velik del. kemične spojine v vodnih medijih.

Nekaj ​​jih je reakcije, ki vključujejo kisline in baze, ki se imenuje kislinsko-bazična, pri čemer je za njihovo preučevanje treba uporabiti načela kemijskega ravnovesja pri raztopinah; pri tej vrsti reakcij obstaja zelo pomembna snov, imenovana topilo, saj kisline in baze navadno z njim izmenjujejo protone, zahvaljujoč temu jih lahko imenujemo tudi reakcije izmenjave protonov.

V starih časih je bilo že znano, da imajo nekatera živila, kot sta kis in limona, značilen kiselkast okus, čeprav sem šele pred nekaj stoletji vedel razlog za svoj poseben okus. Beseda kislina pravzaprav izhaja iz starodavnega latinskega jezika, natančno iz njenega izraza "acidus", kar v prevodu pomeni kislo.

Kaj so kisline?

To se imenuje kot katera koli kemična spojina, ki pri postopku raztapljanja v vodi povzroči raztopino s kationom hidronijeve aktivnosti, ki je večja od iste vode v najčistejšem stanju, v tem primeru je pH nižji od 7.

Vsaka kemična snov, ki ima lastnosti kisline, se imenuje kisla snov.

Značilnosti kislin

Med najpomembnejšimi lastnostmi in značilnostmi kislin so naslednje.

• Imajo kakovost reagiranja s snovmi, imenovanimi bazami, da tvorijo sol in vodo.
• Zaradi svojih komponent so izjemno jedki.
• Delujejo kot izvrstni vodniki električne energije v vlažnih ali vodnih okoljih.
• Imajo a poseben kisel ali kisel okusPrimer tega so lahko živila, ki vsebujejo citronsko kislino, na primer pomaranče, limete, grenivke, limone.
• Tako kot reakcija z osnovnimi snovmi lahko reagirajo s kovinskimi oksidi in tvorijo sol in vodo.
• V nekaterih primerih so lahko škodljivi in ​​celo povzročijo opekline kože.
• Ima sposobnost ustvarjanja soli in vodika skozi reakcijski proces z aktivnimi kovinami.
• Ima lastnosti, zaradi katerih je fenolftalein, zaradi česar lahko lakmusov papir spreminja barve, na primer iz oranžne v rdečo in iz modre v rožnato.

Kaj so osnove?

To je znano tudi kot alkalije, katerih izvor je iz arabskega jezika, natanko iz besede "Al-Qaly", imenujejo se kot vsi tisti snovi, ki imajo alkalne lastnosti, čeprav jo je mogoče določiti tudi kot katero koli raztopino, ki ob izpostavitvi vodni raztopini v mediju predstavi ione.

Značilnosti podlag

Boyle je ugotovil, da so te snovi vse tiste, ki imajo naslednje lastnosti.

• Na dotik lahko opazimo, da so milaste narave.
• Zanje je značilen njihov izrazit grenak okus.
• Imajo sposobnost reagiranja s kislinami, da bi ustvarili sol in več vode.
• Lakmusov papir lahko spremenijo iz rdeče v modro.
• So topni v vodi, zlasti kadar gre za hidrokside.
• Velika večina teh tako imenovanih osnovnih snovi je škodljivih za človeško kožo, ker imajo lastnosti, ki poškodujejo tkiva.

Čeprav so Boyle in drugi veliki kemiki večkrat poskušali razložiti, zakaj se kisline in baze vedejo tako, je bila prva definicija kislin in baz sprejeta šele 200 let kasneje.

Kislinsko-bazične reakcije

Znana tudi kot reakcija nevtralizacije, jo imenujemo kemijska reakcija, ki se zgodi med kislino in bazo, ki ima za posledico sol in vodo. Treba je opozoriti, da beseda sol opisuje katero koli spojino, ki ima ionske lastnosti, katere kation prihaja iz določene baze.

The nevtralizacijske reakcije, v katerih morajo biti vedno prisotne kisline in baze, so v večini primerov eksotermne, kar pomeni, da v svojih procesih sproščajo energijo, tej reakciji pravimo nevtralizacija, ker ko kislino kombiniramo z bazo, te medsebojno nevtralizirajo , njihove lastnosti pa ostanejo nične.

Praksa kislo-bazne reakcije

Za začetek nevtralizirajočega reakcijskega postopka je treba imeti erlenmajerico, v katero se vstavi raztopina klorovodikove kisline, nato pa se doda nekaj kapljic indikatorja fenolftaleina, ki v baznem mediju porumeni, ko pa najdemo v kislem mediju in ne vsebuje nobene barve, zato je brezbarven.

Nevtralizatorji kislin in baz se proizvajajo enako, to je "ekvivalent-ekvivalent", to pomeni, da bo ekvivalent kisline vedno popolnoma nevtraliziran z ekvivalentom katere koli vrste baze.

Po prejšnjem postopku se raztopina natrijevega hidroksida položi v bireto, nato pa previdno in počasi odpre pipo, ko počasi pada, reagira s klorovodikovo kislino in tvori vodo in natrijev klorid. to ima za posledico, da se PH poveča, koncentracija kisline pa se zmanjša.

Ko porabimo vso kislino, v osnovno raztopino dodamo naslednjo kapljico baze, tako da indikator postane roza, kar pomeni, da je bila kislina popolnoma nevtralizirana.

Na splošno se masa gramov ekvivalenta določi ob upoštevanju vrste snovi, ker so snovi različne, vsaka ima svoje značilnosti, na primer izračun soli ni enak izračunu kisline, tudi glede na vrsto reakcije, ki se izvaja, saj so dimenzije snovi odvisne od vrste reakcije, zato izračunov ni mogoče ponovno uporabiti.

Molska masa kisline, deljena s številom vodikov, ki jih je mogoče ločiti od nje, je enaka masi enega grama ekvivalenta dane kisline.

Najpogostejši tip baze med vsemi obstoječimi je hidroksid, njegov gramski ekvivalent pa določimo tako, da njegovo molsko maso delimo s številom OH skupin v hidroksidu.

Količina teh reakcij se izračuna s formulo, ki omogoča nevtralizacijo dane kislinske baze: Ndo * V= Nb* Va, prva so lastnosti kisline, preostale pa lastnosti baze.

Za izračun normalnosti raztopine kisline je treba ravnati na naslednji način: normalnost = molarnost.

Pomen kislinsko-bazične reakcije

Glede njihove sposobnosti so zelo pomembni kot tehnike kvantitativne analize količin, katerih procesi so določeni kot kislinsko-bazične titracije.

Za izvedbo teh reakcij običajno se uporablja raztopina indikatorja, ki služijo kot vodilo za spoznavanje nevtralizacijske točke in kako se razvija, čeprav obstajajo tudi nekateri elektrokemični procesi za izvajanje nekaterih nalog.

Prikazane so tri vrste reakcij, ki so razdeljene glede na značilnosti kislin in baz, zlasti glede na to, ali so šibke ali močne, na primer naslednje.

Reakcija šibke kisline in baze

Pri njih lahko opazimo, da sta kation baze in anion kisline podvržena hidrolizi, tako da je njihov PH enak> 7, če je kislina šibkejša, in če je baza šibkejša, je <7.

Reakcija med močno bazo in šibko kislino

V tem primeru lahko opazimo, kako hidrolizira samo anion kisline, tako da njegov PH ostane na <7.

Reakcija med šibko bazo in močno kislino

Pri tej vrsti reakcije je opaziti le, kako je osnovni kation podvržen hidrolizi, zato PH v njem ostane> 7.

Če želite izbrati, kateri je popoln indikator za vsako vrsto reakcije, morate vedeti, kakšen bo končni PH, da boste pravilno izračunali točko enakovrednosti.

Zgodovinske opredelitve kislinsko-bazične reakcije

Bilo jih je veliko opredelitve tega reakcijskega procesa med kislinami in bazami, pomen istega se kaže glede na zmožnost analize, ki jo vsebuje vsaka, in še več, kadar se uporablja za nevtraliziranje reakcij s tekočimi ali plinovitimi snovmi ali kadar so značilnosti in lastnosti kislin in baz običajno manj očitne.

Definicija Antoinea Lavoisierja

Znanje, ki ga je imel Lavoisier, je bilo sprva omejeno na močne kisline, ker so bile bolj specifične za oksakisline, ki imajo v svojih osrednjih atomih visoko stopnjo oksidacije, ti pa so bili obdani z atomi kisika, vendar o kisli ni imel popolnega znanja. kislin, kisline mu je uspelo določiti tako, da jih je določil kot vsebnost kisika, za to je moral starogrško poimenovati to kislino.

Ta teorija ali definicija je bila neverjetnih 30 let uvrščena med najpomembnejše, vendar je bil leta 1810 objavljen članek, ki je pokazal nekatera protislovja z bazami in temelji, zaradi česar je Lavoisierjeva definicija izgubila verodostojnost.

Opredelitev po Bronsted-Lowryju  

Ta opredelitev je bila oblikovana samostojno leta 1923, katere baze lahko opazimo pri protonaciji baz s postopkom deprotoniranja kislin, kar lahko za večje razumevanje definiramo kot sposobnost kislin, da lahko dajo katove vodika v baze, ki sprejmejo ta postopek.

To ima veliko razliko z Arrheniusovo definicijo, ker ni sestavljeno iz tvorbe vode in soli, temveč v tvorbi konjugiranih kislin in baz, ki se dosežejo s prenosom protona, ki lahko tvori kislino, da jo dostavi na bazo.

V tej definiciji je mogoče opaziti drastično spremembo izrazov, s katerimi so znane kisline in baze, ker je kislina znana kot spojina, ki ima sposobnost darovanja protona, medtem ko so baze vse tiste snovi, ki jim je omogočeno sprejemanje protona, kot posledico tega lahko rečemo, da je kislinsko-bazična reakcija odstranjevanje vodikovega kationa iz kisline in privzeto dodajanje tega k bazi.

Ta postopek se želi sklicevati na izločanje protona iz jedra atoma, tega postopka ni lahko doseči, saj preprosta disociacija kislin ni dovolj, temveč je treba nadaljevati z izločanjem kation vodik.

Lewisova definicija

Ta opredelitev vključuje temelje Bronsted-Lowryjeve teorije in koncept, ki ga je za sistem topil predlagal leta 1923 kemik Gilbert Lewis.

Lewis v tej definiciji predlaga bazo, ki jo je poimenoval "Lewisova baza", ki ima sposobnost doniranja elektronskega para in kislin, saj je "Lewisova kislina" ta ustrezen receptor omenjenega elektronskega para. Ta definicija se popolnoma razlikuje od zgoraj predlaganih in postavljenih, ker ne omenjajo, da se kisline in baze merijo s protoni ali neko vezano snovjo.

To je v njegovi teoriji domnevalo, da je bil anion kislina, kation pa baza, ki ima elektronski par, ki ni v skupni rabi. Če uporabimo to definicijo, lahko kislinsko-bazno reakcijo razumemo kot neposredno darovanje elektronskega para. iz aniona, ki ga dostavi kationu in uspe tvoriti koordinirano kovalentno vez. Ta kombinacija je znana kot tvorba najpomembnejše spojine za življenje, vode.

Opredelitev Liebiga

Ta je bila predlagana leta 1828, nekaj desetletij kasneje kot Lavoisierjeva, ta teorija je temeljila na njegovem obsežnem delu o kemijski sestavi organskih kislin. Pred to definicijo je obstajala doktrinarna razlika, ki jo je sprožil Davy, ki se je bolj kot karkoli osredotočila na kisline na osnovi kisika in kisline na osnovi vodika.

Po Liebigu lahko kislino opredelimo kot snov, ki vsebuje v sebi vodik in jo lahko celo nadomestimo ali spremenimo s kovino. Ta teorija je kljub temu, da je temeljila predvsem na empiričnih metodah, uspela veljati pet desetletij.

Opredelitev Arrenius

Švedski kemik Svante Arrhenius je poskušal posodobiti izraze in opredelitve reakcije, ki se je zgodila med kislinami in bazami, ter nato poenostaviti pogoje.

Leta 1884 je skupaj s Friedrichom Wilhelmom izvedel skupno delo, v katerem jim je uspelo ugotoviti prisotnost ionov v vodni raztopini, zaradi česar je Arrhenius zaradi pomembnosti določenega dela dobil čudovito priložnost, da je leta prejel Nobelovo nagrado za kemijo. 1903.

Tradicionalno definicijo vodne kislinsko-bazne snovi lahko opišemo kot posebno tvorbo komponente, znane kot voda, iz hidroksilnih in vodikovih ionov ali pa tudi kot tvorbo le-teh iz disociacije kislin in baze v vodni raztopini.

Pearsonova definicija (trdo-mehko)

To opredelitev je zagotovil Ralph Pearson leta 1963, čeprav je bila z večjo močjo razvita leta 1984 s podporo dela Roberta Parra, čigar ime je reakcija kislina-baza trdo-mehko, se ti pridevniki uporabljajo na naslednji način, Soft se uporablja za večje začimbe, ki imajo malo  oksidacijska stanja in so močno polarizirana. Hard se uporablja za označevanje najmanjših vrst, zanje pa so značilna višja oksidacijska stanja.

Ta opredelitev je bila zelo koristna za procese organske in anorganske kemije, njene glavne prakse pa kažejo, da lahko kisline in baze medsebojno delujejo, najpogostejše pa so reakcije spojin z enakimi lastnostmi, kot je na primer mehka -mehko ali trdo.

Ta teorija je znana tudi kot definicija ABDB, ki je zelo koristna za napovedovanje produktov reakcij metatez. Danes je dokazano, da lahko ta reakcija dokaže občutljivost in delovanje eksplozivnih materialov.

Ta teorija temelji bolj na kvalitativnih kot kvantitativnih značilnostih, ki pomagajo na enostavnejši način razumeti prevladujoče dejavnike kemije in reakcij.

Opredelitev Usanoviča

Mihail Usanovič, ruski kemik, je prav tako opredelil, kaj kislinsko-bazična reakcija pomeni, in lahko rečemo, da je to najbolj posplošeno od vseh, v katerem se ugotovi, da so kisline vse tiste kemične snovi, ki so sposobne sprejme negativne vrste ali pa, če tega ne stori, da pozitivne vrste, pri čemer koncept osnove daje Usanovič, nasproten konceptu kislin.

Reakcija kislin in baz, ki jo je predlagal ta ruski kemik, sovpada z drugo kemijsko reakcijo, znano kot "redoks reakcija", ki vključuje reakcijo oksidacijsko-redukcijske reakcije, zato nima naklonjenosti kemikov.

Večina predlaganih reakcij temelji na tvorbi in prekinitvi vezi, vendar so redoks in Usanovičeve nastavljene bolj kot fizični elektronski prenosni procesi, zaradi česar je razlika med njima popolnoma razpršena.

Definicija Lux-Flood

Ta definicija se običajno uporablja v sodobni geokemiji in elektrokemiji staljenih soli, katere postavitev je leta 1939 izvedel nemški kemik, znan kot Hermann Lux, in jo je leta 1947 znova razvil kemik Hakon Flood, zato je znan na to reakcijo z obema priimkoma istega.

V tem lahko vidimo zelo nenavadne koncepte kislin in baz, pri čemer je baza darovalec oksidnih anionov, medtem ko so kisline prejemniki omenjenih anionov.

Opredelitev sistema topil

To opredelitev je zelo pomembno vedeti v zvezi s to problematiko, saj je več kemikov, ki so skozi leta izvajali svoje teorije, včasih komentiral sistem topil, ki temelji na zgoraj navedeni zgoraj opredeljeni Arreniusovi definiciji.

V večini teh topil obstaja določena količina pozitivnih vrst, znanih kot solvonijevi kationi, v nasprotnem primeru pa imajo tudi negativne vrste, kot so solvonijevi anioni, ki so v ravnovesju z nevtralnimi molekulami topila.

V tej definiciji lahko bazo opišemo kot topljeno snov, ki povzroči zvišanje koncentracije solvonijevih kationov, medtem ko so kisline tiste, ki povzročajo zmanjšanje solvonijevih anionov.

Ta opredelitev je odvisna tako od spojine kot topila, zato ima lahko spojina odvisno od izbranega topila sposobnost spreminjanja lastnega vedenja.

Zelo zanimivo je, kako so različni kemiki z različnih koncev sveta in v različnih časih govorili in predlagali različno definicijo na isto temo, kar pa je zelo pomembno za študij in zgodovino kemije, saj sestavljanje po vseh teh pogojih je bilo mogoče še bolje poznati vse obravnavane vidike kislin in baz ter njihovih nevtralizirajočih reakcij.