happed ja alused

Keemia

2022

Selgitame, mis on happed ja alused, nende omadused, näitajad ja näited. Samuti, mis on neutraliseerimisreaktsioon.

Ained, mille pH on alla 7, on happelised ja need, mille pH on suurem kui 7, on alused.

Mis on happed ja alused?

Hape on see keemiline aine suudavad järele anda prootonid (H +) teisele kemikaalile. Alus on keemiline aine, mis on võimeline hõivama prootoneid (H +) teisest keemilisest ainest.

Siiski on kaks põhiteooriat, mis selgitavad, mis on happed ja alused: Arrheniuse teooria ja Brönsted-Lowry teooria.

Arrheniuse teooria kohaselt:

Hape on aine, mis eraldab vesilahuses prootoneid (H +). See tähendab, et tegemist on neutraalse ainega, mis vees lahustades dissotsieerub oma ioonideks vastavalt järgmisele reaktsioon esindaja:

Näiteks: vesinikkloriidhape (HCl)

Alus on aine, mis eraldab vesilahuses OH-ioone. Näiteks: naatriumhüdroksiid (NaOH)

Sellel teoorial on oma piirangud, kuna selle kohaselt on need ühendid määratletud ainult vesilahuses, mitte aga muudes keskkondades. Lisaks ei selgita see ühendeid nagu ammoniaak (NH3), mis on alus, kuid kuna selle koostises ei ole OH–, ei vasta see Arrheniuse aluse määratlusele.

Kõige selle jaoks oli vaja uut teooriat, et paremini selgitada happe ja aluse mõisteid. Nii töötasid Brönsted ja Lowry hiljem välja uue teooria, mis sisaldab Arrheniuse põhimõtteid, kuid mida ei mõelda ainult vesilahusena, ja seetõttu on see palju põhjalikum.

Brönsted-Lowry teooria kohaselt:

Selle teooria kohaselt on hape keemiline aine, mis on võimeline loovutama prootoneid (H +) teisele keemilisele ainele ja alus on see keemiline aine, mis on võimeline hõivama prootoneid (H +) teisest keemilisest ainest.

Selle teooria kohaselt on happe-aluse reaktsioon tasakaal, mida saab väljendada järgmiselt:

Kus HA käitub nagu hape, kuna ta loovutab prootoni H +, et jääda A–-ks. Teisest küljest käitub B nagu alus, kuna see hõivab prootoni H +, et saada HB +.

Mõned ained võivad käituda samaaegselt hapete ja alustena ning on väidetavalt amfoteersed. See sõltub keskkonnast, kus nad on või kellega nad reageerivad. Seda tüüpi ainete näide on vesi:

Esimeses võrrandis haarab vesi prootoni H +, käitudes nagu alus ja muutudes H3O +-ks. Võrrandis loovutab vesi prootoni H +, käitudes nagu hape ja muutudes OH-ks.

Ilmselt on mõlemas teoorias hapetel ja alustel erinev vesinikioonide (H +) proportsioon. See määrab selle happesuse (hapete puhul) või leeliselisuse või aluselisuse (aluste puhul).

The pH on suurus, mida kasutatakse lahuse happesuse või leeliselisuse mõõtmiseks, see tähendab, et see näitab selles sisalduvate vesinikioonide kontsentratsiooni.

  • Happed. Ained, mille pH on 0 kuni 6.
  • Neutraalne Aine, mille pH on 7 (vesi).
  • Alused / leelised. Ained, mille pH on 8 kuni 14.

Mida madalam on aine pH, seda kõrgem on selle happesus. Näiteks puhta HCl pH on 0 lähedal. Teisest küljest, mida kõrgem on aine pH, seda suurem on selle aluselisus. Näiteks seebikivi pH on 14.

Hapete ja aluste omadused

Nii happed kui ka alused võivad eksisteerida kui vedelikud, tahke või gaasid. Teisest küljest võivad nad eksisteerida ka puhtad ained või lahjendatud, säilitades paljud selle omadused.

PH erinevus on igaühe kõige märgatavam omadus. Kui ühendi pH väärtus jõuab ühte oma äärmustest, tähendab see, et see ühend on enamikule ainetele väga ohtlik. orgaaniline, Mida anorgaaniline.

Hapetel ja alustel on erinevad füüsikalised omadused:

Happed

  • Neil on hapu maitse (näiteks: erinevates tsitrusviljades sisalduv hape).
  • Need on väga söövitavad ja võivad nende gaaside sissehingamisel põhjustada naha keemilisi põletusi või hingamisteede kahjustusi.
  • Nad on head dirigendid elektrit vesilahustes.
  • Nad reageerivad metallid soolade ja vesiniku tootmine.
  • Nad reageerivad metallioksiididega, moodustades soola ja Vesi.

Alused

  • Neil on iseloomulik mõru maitse.
  • Nad on head elektrijuhid lahendusi vesine.
  • Need ärritavad nahka: lahustavad naharasva ja võivad söövitava toime tõttu hävitada orgaanilist ainet. Tema hingamine see on ka ohtlik.
  • Neil on seebine puudutus.
  • Need on vees lahustuvad.

Happed ja alused igapäevaelus

Akuhape tekitab metallidega reageerides soola.

Hapete ja aluste esinemine meie igapäevaelus on rikkalik. Näiteks meie elektroonikaseadmete akude sees on tavaliselt väävelhape. Sel põhjusel, kui need on kahjustatud ja nende sisu valatakse seadmesse, reageerivad nad elektroodide metalliga ja tekitavad valkja soola.

On ka mahedaid happeid, millega me igapäevaselt tegeleme, nt äädikhape (äädikas), atsetüülsalitsüülhape (aspiriin), askorbiinhape (C-vitamiin), süsihape (esineb gaseeritud soodades), sidrunhape (esineb tsitrusviljades) või vesinikkloriidhape (maomahl, mida meie magu eritab toidu lahustamiseks).

Aluste osas kasutatakse naatriumvesinikkarbonaati küpsetamisel, deodorandina ja mitmesugustes kõrvetiste vastastes vahendites. Teised sagedamini kasutatavad alused on naatriumkarbonaat (pesuvahend), naatriumhüpoklorit (puhastav valgendi), magneesiumhüdroksiid (lahtisti) ja kaltsiumhüdroksiid (ehituslubi).

Happe ja aluse indikaatorid

Happelist ja aluselist ühendit saab eristada selle pH väärtuse mõõtmisega. Tänapäeval on aine pH mõõtmiseks palju meetodeid.

  • Happe-aluse indikaatorite kasutamine. Näitajad on ühendid, mis muutuvad värvi muutes lahuse pH-d, milles neid leidub. Näiteks fenoolftaleiin on vedelik, mis muutub alusele lisamisel roosaks ja happele lisamisel värvituks. Teine näide on lakmuspaber, mis kastetakse lahusesse ja kui see muutub punaseks või oranžiks, on see happeline aine ja kui see muutub tumedaks, on see aluseline lahus.
  • Potentsiomeetri või pH-meetri kasutamine. On elektroonikaseadmeid, mis annavad meile otse lahuse pH väärtuse.

Neutraliseerimisreaktsioon

Neutraliseerimisreaktsioon ehk (happe-aluse reaktsioon) on a keemiline reaktsioon Mis juhtub, kui neid kahte tüüpi ühendeid segada, saades vastutasuks soola ja teatud koguse vett. Need reaktsioonid on tavaliselt eksotermiline (nad genereerivad soojust) ja selle nimi tuleneb asjaolust, et happe ja aluse omadused tühistavad üksteist.

Neutraliseerimisreaktsioonide klassifitseerimiseks on oluline teada hapete ja aluste tüüpe.

  • Tugev hape. See on hape, mis vesilahuses olles täielikult ioniseerub, see tähendab, et see muundub täielikult ioonid mis moodustavad selle molekuli. Näiteks: HCl (aq), HBr (aq), H2SO4 (aq).
  • Tugev alus. See on alus, mis vesilahuses täielikult ioniseerub, see tähendab, et see muundub täielikult ioonideks, mis moodustavad selle molekuli. Näiteks: NaOH (aq), LiOH (aq), KOH (aq).
  • Nõrk hape. See on hape, mis vesilahuses olles osaliselt ioniseerub, see tähendab, et see ei muutu täielikult ioonideks, mis moodustavad selle molekuli. Seetõttu on seda tüüpi happe lahuses ioonide kontsentratsioon madalam kui tugevas. Näiteks: sidrunhape, süsihape (H2CO3)
  • Nõrk alus. See on alus, mis vesilahuses olles osaliselt ioniseerub. See tähendab, et see EI muutu täielikult ioonideks, mis moodustavad selle molekuli. Seetõttu on seda tüüpi aluse lahuses ioonide kontsentratsioon madalam kui tugevas. Näiteks: ammoniaak (NH3), ammooniumhüdroksiid (NH4OH)

Neutraliseerimisreaktsioonid võivad toimuda neljal viisil, sõltuvalt nende reaktiivide omadustest:

  • Tugev hape ja tugev alus. Kõige rohkem reaktiivi jääb lahusesse teise suhtes. Saadud lahuse pH oleneb sellest, kumba reaktiivi on rohkem proportsioon.
  • Nõrk hape ja tugev alus. Saadakse aluselise pH-ga lahus, alus jääb lahusesse.
  • Tugev hape ja nõrk alus. Hape neutraliseeritakse ja happe osa jääb lahusesse, olenevalt happe kontsentratsiooni astmest. Saadud lahuse pH on happeline.
  • Nõrk hape ja nõrk alus. Sõltuvalt teie reaktiivide kontsentratsioonist on tulemus happeline või aluseline.

Hapete ja aluste näited

Happed

    • Vesinikkloriidhape (HCl)
    • Väävelhape (H2SO4)
    • Lämmastikhape (HNO3)
    • Perkloorhape (HClO4)
    • Sipelghape (CH2O2)
    • Broomhape (HBrO3)
    • Boorhape (H3BO3)
    • Äädikhape (C2H4O2)

Alused

  • Seebikivi (NaOH)
  • Kaltsiumhüdroksiid (Ca (OH) 2)
  • Ammoniaak (NH3)
  • Naatriumvesinikkarbonaat (NaHCO3)
  • Kaaliumhüdroksiid (KOH)
  • Naatriumhüpoklorit (NaClO)
  • Kaltsiumfluoriid (CaF2)
  • Baariumhüdroksiid (Ba [OH] 2)
  • Raud(III)hüdroksiid (Fe [OH] 3)
!-- GDPR -->