Fő tartalom
Kémia
Tantárgy/kurzus: Kémia > 7. témakör
1. lecke: Savak, bázisok, pH- Arrhenius savak és bázisok
- Arrhenius savak és bázisok
- A pH, a pOH és a pH-skála
- Brönsted savak és bázisok
- Brönsted savak és bázisok
- A víz öndisszociációja
- A víz öndisszociációja és a Kᵥ
- A pH definíciója
- Erős savak
- Erős bázisok
- Kötéserősség, anionok mérete, kötési energia
- A gyenge savak és erős savak felismerése
- A gyenge bázisok és erős bázisok felismerése
- Ismerkedés a sav-bázis reakciókkal
© 2023 Khan AcademyFelhasználási feltételekAdatkezelési tájékoztatóSüti figyelmeztetés
Arrhenius savak és bázisok
Az Arrhenius savak és bázisok definíciója és az Arrhenius-féle sav-bázis reakciók.
Főbb pontok
- Az Arrhenius savak olyan anyagok, amelyek vizes oldatban megnövelik a
-ionok koncentrációját. - Az Arrhenius bázisok olyan anyagok, amelyek vizes oldatban megnövelik a
-ionok koncentrációját. - Vizes oldatban a
-ionok azonnal reagálnak a vízmolekulákkal, ily módon oxóniumiont képezve. - A sav-bázis vagy közömbösítési reakciók során az Arrhenius savak és bázisok víz- és sóképződés közben reagálnak egymással.
Bevezetés
A konyhában megtalálható ecettől kezdve a fürdőszobában fellelhető szappanig, a savak és bázisok mindenütt jelen vannak. De mit jelent az, hogy valami savas vagy bázikus? Ahhoz, hogy megválaszolhassuk ezt a kérdést, meg kell vizsgálnunk néhány sav-bázis elméletet. Ebben a leckében az Arrhenius-féle elmélettel foglalkozunk.
Arrhenius savak
Az Arrhennius-féle sav-bázis elméletet 1884-ben Svante Arrhenius svéd kémikus vezette be. Azt javasolta, hogy egyes vegyületeket tekintsék savnak vagy bázisnak, attól függően, hogy a vízben való oldásukkor milyen ionok keletkeznek.
Arrhenius sav minden olyan vegyület, amely vizes oldatban megnöveli a -ionok – vagy protonok – koncentrációját. Vegyük például a hidrogén-klorid ( ) disszociációját vízben:
Amikor hidrogén-kloridból ( ) vizes oldatot készítünk, - és -ionokra disszociál. Mivel ennek eredményeként megnő az oldatban a -ionok koncentrációja, a hidrogén-klorid Arrhenius sav.
Hidrogén- vagy oxóniumionok?
Tételezzük fel, hogy hidrogén-bromidból ( ), amely Arrhenius sav, koncentrációjú vizes oldatot készítettünk. Ez azt jelenti-e, hogy az oldatban a -ionok koncentrációja ?
Nem. A pozitív töltésű hidrogénionok a környező vízmolekulákkal reagálva oxóniumiont képeznek. Ez a reakció a következőképpen írható fel:
Bár gyakran úgy írjuk fel a savak disszociációját, hogy -ionok keletkeznek, nincsenek szabadon úszkáló -ionok a vizes oldatokban. Ehelyett elsősorban -ionok vannak, amelyek egyből létrejönnek, amikor a sav a vízben disszociál. A következő képen molekulamodell segítségével szemléltetjük az oxóniumion vízből és hidrogénionból történő képződését:
A gyakorlatban a legtöbb kémikus egymás szinonimájaként használja a
- és a -koncentrációt. Ha precízebbek szeretnénk lenni – és kevésbé lusták –, akkor felírhatjuk a hidrogén-bromid disszociációját úgy, hogy egyértelműen látsszon, oxóniumion keletkezik, nem pedig hidrogénion:
Általában mindkét felírásmód elfogadott az Arrhenius savak disszociációjának megadására.
Arrhenius bázisok
Arrhenius bázis minden olyan vegyület, amely vizes oldatban megnöveli a hidroxidionok koncentrációját. Arrhenius bázis például a jól oldódó nátrium-hidroxid . A nátrium-hidroxid vízben oldva a következőképpen disszociál:
Vízben a nátrium-hidroxid teljes mértékben - és -ionokra disszociál, aminek eredményeként megnő a hidroxidionok koncentrációja. Ezért a Arrhenius bázis. Közismert Arrhenius bázisok az 1. és 2. főcsoportbeli elemek hidroxidjai, például a és a .
Ne feledd, hogy attól függően, hányadik osztályba jársz – vagy milyen tankönyved, tanárod van – a hidroxidiont nem tartalmazó bázisokat vagy Arrhenius bázisnak tekintik, vagy nem. Vannak olyan tankönyvek, melyek szigorúbban definiálják az Arrhenius bázisokat: olyan anyagok, amelyek vizes oldatban megnövelik a -ionok koncentrációját, és képletükben legalább egy -egység található. Noha ez nem befolyásolja az 1. és 2. főcsoportbeli elemek hidroxidjainak besorolását, olyan vegyületek esetén viszont nem egyértelmű, mint például a metil-amin .
A metil-amin vízben való oldásakor a következő reakció játszódik le:
Az első definíció alapján a metil-amin Arrhenius bázis lenne, mert a -ionok koncentrációja növekszik az oldatban. A második definíció szerint azonban nem tartozna az Arrhenius bázisok közé, mivel a képletében nem található hidroxid.
Sav-bázis reakciók: Arrhenius sav + Arrhenius bázis = víz + só
Ha Arrhenius sav Arrhenius bázissal reagál, általában víz és só keletkezik. Ezeket a reakciókat néha közömbösítési reakcióknak is nevezik. Mi történik például, ha hidrogén-fluorid ( ) és lítium-hidroxid ( ) vizes oldatát összeöntjük?
Ha a sav és a bázis oldatát külön-külön vesszük figyelembe, akkor a következőket tudjuk:
- Az Arrhenius savak növelik a
-ionok koncentrációját.
- Az Arrhenius bázisok növelik a
-ionok koncentrációját:
Ha a sav és a bázis reagál reagál egymással az oldatban, akkor a hidrogén- és a hidroxidionok közötti reakcióban képződik, míg a többi ion a sót hozza létre:
Ha a vízképződés és a sóképződés reakcióegyenletét összeadjuk, akkor megkapjuk a hidrogén-fluorid és a lítium-hidroxid közötti teljes közömbösítési egyenletet:
Az Arrhenius-féle elmélet korlátjai
Az Arrhenius-féle elméletet behatárolja, hogy a sav-bázis folyamatokat csak vizes oldatban tudja leírni. Hasonló reakciók játszódhatnak le azonban nemvizes oldószerekben, valamint gázfázisban levő molekulák között is. Ennek eredményeként napjaink kémikusai általában jobban kedvelik a Brönsted-Lowry-féle elméletet, amely a kémiai reakciók szélesebb tartományában használható. A Brönsted-Lowry-féle sav-bázis elméletet külön tananyagban fogjuk tárgyalni.
Összefoglalás
- Az Arrhenius savak olyan anyagok, amelyek vizes oldatban megnövelik a
-ionok koncentrációját. - Az Arrhenius bázisok olyan anyagok, amelyek vizes oldatban megnövelik a
-ionok koncentrációját. - Vizes oldatban a
-ionok azonnal reagálnak a vízmolekulákkal, ily módon oxóniumiont képezve. - A sav-bázis vagy közömbösítési reakciók során az Arrhenius savak és bázisok általában víz- és sóképződés közben reagálnak egymással.
Szeretnél részt venni a beszélgetésben?
Még nincs hozzászólás.