Есть сотни примеров кислот и оснований, которые можно найти во всех областях химии, но в целом они разделены на два больших семейства: неорганические и органические. Неорганические кислоты обычно известны как минеральные кислоты, которые отличаются большей силой действия по сравнению с органическими.
Под кислотами и основаниями понимаются вещества с кислым или мыльным вкусом соответственно. Оба являются едкими, хотя слово «едкий» часто используется для обозначения прочных оснований. Вкратце: они обжигают и разъедают кожу при прикосновении. Его характеристики в сольвентных средах на протяжении всей истории определяли ряд определений.
Поведение кислот и оснований при растворении в воде. Источник: Габриэль Боливар.
На изображении ниже показано общее поведение кислот и оснований при их добавлении или растворении в стакане воды. Кислоты образуют растворы со значениями pH ниже 7 за счет ионов гидроксония, H 3 O + ; в то время как основания производят растворы с pH выше 7 за счет гидроксильных (или гидроксильных) ионов, ОН - .
Если мы добавим в стекло соляную кислоту HCl (красная капля), там будут гидратированные ионы H 3 O + и Cl - . С другой стороны, если мы повторим эксперимент с гидроксидом натрия, NaOH (фиолетовая капля), у нас будут ионы OH - и Na + .
Определения
Все более изучаемые и понятные характеристики кислот и оснований позволили установить более одного определения для этих химических соединений. Среди этих определений есть определение Аррениуса, определение Бронстеда-Лоури и, наконец, определение Льюиса. Прежде чем приводить примеры, необходимо уточнить это.
Аррениуса
Согласно Аррениусу, кислоты и основания - это те кислоты, которые при растворении в воде производят ионы H 3 O + или OH - соответственно. То есть изображение уже представляет это определение. Однако сам по себе он не учитывает некоторые кислоты или основания, слишком слабые для образования таких ионов. Именно здесь на помощь приходит определение Бренстеда-Лоури.
Бренстеда-Лоури
Кислоты Бренстеда-Лоури - это кислоты, которые могут отдавать ионы H + , а основания - это те, которые принимают эти H + . Если кислота очень легко отдает свой H + , это означает, что это сильная кислота. То же самое происходит с базами, но с принятием H + .
Таким образом, у нас есть сильные или слабые кислоты и основания, и их силы измеряются в разных растворителях; особенно в воде, из которой установлены известные единицы pH (от 0 до 14).
Следовательно, сильнокислотная ГК полностью отдаст свой H + воде в таких реакциях, как:
НА + Н 2 О => А - + Н 3 О +
Где A - сопряженное основание HA. Следовательно, H 3 O +, присутствующий в стекле с кислотным раствором, происходит отсюда .
Между тем, слабое основание B будет депротонировать воду, чтобы получить соответствующий H + :
B + H 2 O <=> HB + OH -
Где HB представляет собой сопряженную кислоту B. Это случай аммиака, NH 3 :
NH 3 + H 2 O <=> NH 4 + + ОН -
Очень сильное основание может напрямую отдавать ионы ОН - без необходимости вступать в реакцию с водой; точно так же, как NaOH.
Льюис
Наконец, кислоты Льюиса - это кислоты, которые получают или принимают электроны, а основания Льюиса - это кислоты, которые отдают или теряют электроны.
Например, основание Бренстеда-Лоури NH 3 также является основанием Льюиса, поскольку атом азота принимает H + , отдавая ему свою пару свободных электронов (H 3 N: H + ). Вот почему три определения не противоречат друг другу, а, скорее, переплетаются и помогают изучать кислотность и основность в более широком спектре химических соединений.
Примеры кислот
После уточнения определений ниже будет упомянут ряд кислот с их соответствующими формулами и названиями:
-HF: плавиковая кислота
-HBr: бромистоводородная кислота
-HI: йодистоводородная кислота
-H 2 S: сероводород
-H 2 Se: селенводородная кислота
-H 2 Te: теллуроводородная кислота
Это бинарные кислоты, также называемые соляной кислотой, к которой относится вышеупомянутая соляная кислота HCl.
-HNO 3 : азотная кислота
-HNO 2 : азотистая кислота
-HNO: азотистая кислота
-H 2 CO 3 : угольная кислота
-H 2 CO 2 : углеродная кислота, которая на самом деле более известна под названием муравьиная кислота, HCOOH, простейшая органическая кислота из всех.
-H 3 PO 4 : фосфорная кислота
-H 3 PO 3 или H 2 : фосфористая кислота со связью HP
-H 3 PO 2 или H: гипофосфористая кислота с двумя связями HP
-H 2 SO 4 : серная кислота
-H 2 SO 3 : сернистая кислота
-H 2 S 2 O 7 : дисерная кислота
-HIO 4 : периодическая кислота
-HIO 3 : йодная кислота
-HIO 2 : йодная кислота
-HIO: гипойодная кислота
-H 2 CrO 4 : хромовая кислота
-HMnO 4 : марганцевая кислота
-CH 3 COOH: уксусная кислота (уксус)
-CH 3 SO 3 H: метансульфоновая кислота
Все эти кислоты, кроме муравьиной и двух последних, известны как оксикислоты или тройные кислоты.
Другие:
-AlCl 3 : хлорид алюминия
-FeCl 3 : хлорид железа
-BF 3 : трифторид бора
-Катионы металлов растворены в воде
-Carbocations
-H (CHB 11 Cl 11 ): суперкислотный карборан
- FSO 3 H: фторсульфоновая кислота
- HSbF 6 : фторантимоновая кислота
- FSO 3 H SbF 5 : волшебная кислота
Последние четыре примера составляют ужасающие суперкислоты; составы, способные разрушить практически любой материал при прикосновении к нему. AlCl 3 является примером кислоты Льюиса, поскольку металлический центр алюминия способен принимать электроны из-за своего электронного дефицита (он не завершает свой октет валентности).
Примеры баз
Среди неорганических оснований есть гидроксиды металлов, такие как гидроксид натрия, и некоторые молекулярные гидриды, такие как уже упомянутый аммиак. Вот другие примеры баз:
-KOH: гидроксид калия
-LiOH: гидроксид лития
-RbOH: гидроксид рубидия
-CsOH: гидроксид цезия
-FrOH: гидроксид франция
-Be (OH) 2 : гидроксид бериллия
-Mg (OH) 2 : гидроксид магния
-Ca (OH) 2 : гидроксид кальция
-Sr (OH) 2 : гидроксид стронция
-Ba (OH) 2 : гидроксид бария
-Ra (OH) 2 : радиоактивный гидроксид
-Fe (OH) 2 : гидроксид железа
-Fe (OH) 3 : гидроксид железа
-Al (OH) 3 : гидроксид алюминия
-Pb (OH) 4 : гидроксид свинца
-Zn (OH) 2 : гидроксид цинка
-Cd (OH) 2 : гидроксид кадмия
-Cu (OH) 2 : гидроксид меди
-Ti (OH) 4 : гидроксид титана
-PH 3 : фосфин
-AsH 3 : арсин
-NaNH 2 : амид натрия
- C 5 H 5 N: пиридин
- (CH 3 ) N: триметиламин
- C 6 H 5 NH 2 : фениламин или анилин
-NaH: гидрид натрия
-KH: гидрид калия
-Carbaniones
-Li 3 N: нитрид лития
-Alkoxides
- 2 NLi: диизопропиламид лития
-Диэтилбензол-анион: C 6 H 4 C 4 2- (самое сильное основание, известное на данный момент)
Ссылки
- Уиттен, Дэвис, Пек и Стэнли. (2008). Химия (8-е изд.). CENGAGE Обучение.
- Шивер и Аткинс. (2008). Неорганическая химия. (Четвертое издание). Мак Гроу Хилл.
- Наоми Хенна. (10 октября 2018 г.). Как научить кислотам, основаниям и солям. Получено с: edu.rsc.org
- Хельменстин, Энн Мари, доктор философии. (31 августа 2019 г.). Формулы общих кислот и оснований. Получено с: thinkco.com
- Дэвид Вуд. (2019). Сравнение общих кислот и оснований. Учиться. Получено с: study.com
- Росс Помрой. (2013, 23 августа). Самые сильные кислоты в мире: как огонь и лед. Получено с: realclearscience.com
- Wikipedia. (2019). Диэтинилбензол дианион. Получено с: en.wikipedia.org