Säuren und Basen

Säuren und Basen

Angelegenheiten können auf viele Arten klassifiziert werden. Säuren und Basen sind eine weitere Methode zur Klassifizierung von Substanzen. Die meisten Reaktionen in Wasserlösungen finden in sauren oder basischen Medien statt. Definitionen von Säuren und Basen werden von Arrhenius und Bronsted-Lowery gegeben. Sie definieren Säuren und Basen auf unterschiedliche Weise. Nun untersuchen wir diese Definitionen nacheinander.

1) Definition von Arrhenius:

Arrhenius definiert Säuren als "in Wasser lösliche Stoffe, die H⁺ ionen abgeben, werden als Säure bezeichnet". Beispiele für Säuren sind;

HCl(aq) → H⁺(aq) + Cl^-

HNO₃(aq) → H⁺(aq) + NO₃^-(aq)

H₃PO₄(aq) → 3H⁺(aq) + PO₄ ^-3(aq)

H₂SO₄(aq) → 2H⁺(aq) + SO₄^-2(aq)

Wie Sie den Beispielen entnehmen können, geben Säuren der Lösung ein H⁺ Ion. Im Gegenteil, einige der Säuren wie SO₂, P₂O₅, SO₃ enthalten kein H Atom, aber ihre Lösungen mit Wasser zeigen saure Eigenschaften. Lösungen dieser Angelegenheiten mit Wasser werden;

SO₂(g) + H₂O(l) → H₂SO₃(aq)

CO₂(g) + H₂O(l) → H₂CO₃(aq)

P₂O₅(s) + 3H₂O(l) → 2H₃PO₄(aq)

Diese Nichtmetalloxide werden als "wasserfreie Säuren" bezeichnet.

Arrhenius definiert Basen als "in Wasser lösliche Substanzen, die OH^-Ionen abgeben, werden Basen genannt". Beispiele für Basen sind;

KOH(s) → K⁺(aq) + OH^-(aq)

Ba(OH)₂(s) → Ba⁺²(aq) + 2OH^-(aq)

NaOH(s) → Na⁺(aq) + OH^-(aq)

Ca(OH)₂(s) → Ca⁺²(aq) + 2OH^-(aq)

Wie Sie den Beispielen entnehmen können, geben Basen der Lösung OH^-ionen. Im Gegenteil, einige der Basen wie NH₃, MgO, CaO enthalten kein OH^-ion, aber ihre Lösungen mit Wasser enthalten OH^-ion und sie zeigen basische Eigenschaften. Schauen Sie sich die folgenden Beispiele an.

NH₃(aq) + H₂O(l) → NH₄⁺(aq) + OH^-(aq)

K₂O(s) + H₂O(l) → 2K⁺(aq) + 2OH^-(aq)

MgO(s) + H₂O(l) → Mg⁺²(aq) + 2OH^-(aq)

Diese Stoffe werden als "wasserfreie Basen" bezeichnet.

2) Definition von Bronsted-Lowry:

Es gibt einige Einschränkungen bei der Arrhenius-Definition. Zum Beispiel kann es wasserfreie Säuren und Basen nicht erklären. Daher gibt Bronsted-Lowry eine weitere Definition für Säuren und Basen an. Sie definieren Säuren und Basen wie;

"Säuren sind Dinge, die H⁺ spenden, und Basen sind Dinge, die H⁺ ionen akzeptieren."

HCl(g) + NH₃(g) → NH₄⁺(s) + Cl^-(s)

Bei dieser Reaktion spendet HCl H⁺ ionen, so dass es sauer ist und NH₃ H⁺ ionen akzeptiert, es ist Base.

CO₃^-2 + H₂O → HCO₃^-+ OH^-

Bei dieser Reaktion reagieren eine Säure und eine Base, um eine andere Säure und Base zu ergeben. H₂O Säure spendet H⁺ ionen und wird zur OH^-Base, CO₃^-Base nimmt H⁺ ionen auf und wird zur HCO₃^-Säure. OH^- ist die konjugierte Base von H₂O und HCO₃- ist die konjugierte Säure von CO₃^-2. Die folgende Liste zeigt einige gebräuchliche Säure und Basenkonjugate.

Beispiel: Welche der folgenden Aussagen gelten laut Bronsted-Lowry-Definition für die folgende Reaktion?

HCO₃^- + HSO₄^- → H₂CO₃ + SO₄^-2

I. Die Säureeigenschaft des HSO₄^-ions ist höher als die Säureeigenschaft des HCO₃^-

II. Das SO₄^-2 Ion zeigt sowohl saure als auch basische Eigenschaften.

III. Die Säureeigenschaft von H₂CO₃ ist höher als die von HSO₄^-ionen.

Lösung:
In der gegebenen Reaktion sind HSO₄^- und H₂CO₃ Säure und HCO₃^- und SO₄^-2 sind Base. Da HSO₄^- Ionen H⁺ ionen an HCO₃^- abgeben, ist die saure Eigenschaft davon hoch. I ist wahr.

Säuren sollten H⁺ Ionen in ihrer Struktur haben, um zu Bronsted-Lowry Säure zu werden. Da SO₄^-2 kein H⁺ ion enthält, verhält es sich nicht wie Säure. II ist falsch.

Die dritte Aussage kann wahr oder falsch sein, wir können nicht sagen, dass sie wahr ist, wenn wir diese Reaktion betrachten.

Beispiel: Welche der folgenden Paare sind bei einer bestimmten Reaktion sauer?

H₂PO₄^- + HSO₃^- → HPO₄^- + H₂SO₃

I. H₂PO₄^- und H₂SO₃

II. HSO₃^- und H₂SO₃

III. HSO₃^- und HPO₄^-

IV. H₂PO₄^- und HPO₄^-

Lösung:

H₂PO₄^- spendet H⁺ und wird zu HPO₄^-, so dass es saure Eigenschaften zeigt.

H₂SO₃ spendet H⁺ und wird zu HSO₃^-, so dass es saure Eigenschaften zeigt.

Paar in I gegeben ist wahr.

Säuren und Basen Prüfungen und Problemlösungen