Zuren En Basen
Zuren En Basen Zaken kunnen op vele manieren worden geclassificeerd. Zuren en basen zijn een andere manier om zaken te classificeren. De meeste reacties die plaatsvinden in oplossingen in water zijn in zure of basische media. Definities van zuren en basen worden gegeven door Arrhenius en Bronsted-Lowery. Ze definiëren zuren en basen op verschillende manieren. Nu onderzoeken we deze definities één voor één.
1) Definitie van Arrhenius:
Arrhenius definieert zuren als “in water oplossingen zaken die H+ ion geven worden zuur genoemd”. Voorbeelden van zuren zijn;
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)
Zoals u in de voorbeelden kunt zien, geven zuren H+ ion aan oplossing. Integendeel, sommige van de zuren zoals SO2, P2O5, SO3 bevatten geen H-atoom, maar hun oplossingen met water vertonen zure eigenschappen. Oplossingen van deze zaken met water worden;
SO2(g) + H2O(l) → H2SO3(aq)
CO2(g) + H2O(l) → H2CO3(aq)
P2O5(s) + 3H2O(l) → 2H3PO4(aq)
Deze niet-metaaloxiden worden “watervrije zuren " genoemd.
Arrhenius definieert basen als “zaken in water die OH- ionen geven basen worden genoemd”. Voorbeelden van basen zijn;
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)
Zoals u in de voorbeelden kunt zien, geven basen OH- ion aan oplossing. Integendeel, sommige basen zoals NH3, MgO en CaO bevatten geen OH- ion, maar hun oplossingen met water bevatten OH- ion en ze vertonen basiseigenschappen. Bekijk deze voorbeelden hieronder;
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)
Deze zaken worden “watervrije basen " genoemd.
2) Definitie van Bronsted-Lowry:
Er zijn enkele beperkingen in de definitie van Arrhenius. Het kan bijvoorbeeld geen watervrije zuren en basen verklaren. Aldus staat Bronsted-Lowry nog een definitie voor zuren en basen. Ze definiëren zuren en basen zoals;
“Zuren zijn zaken die H+ doneren en basen zijn zaken die H+ ion accepteren.”
HCl(g) + NH3(g) → NH4+(s) + Cl-(s)
In deze reactie, doneert HCI H+ ion zodat het zuur is en NH3 accepteert H+ ion, het is base.
CO3-2 + H2O → HCO3-+ OH-
Bij deze reactie reageren één zuur en één base om een ander zuur en een andere base te geven. H2O zuur doneert H+ ion en wordt OH- base, CO3-base accepteert H+ ion en wordt HCO3-zuur. OH- is de geconjugeerde base van H2O en HCO3- is geconjugeerd zuur van CO3-2. De onderstaande lijst toont enkele gebruikelijke zuur en base-conjugaten;
Voorbeeld: Volgens de definitie van Bronsted-Lowry, welke van de volgende beweringen waar zijn voor de volgende reactie.
HCO3- + HSO4- → H2CO3 + SO4-2
I. Zure eigenschap van HSO4- ion is hoger dan zure eigenschap van HCO3-
II. SO4-2 ion vertoont zowel zure als basische eigenschappen.
III. Zure eigenschap van H2CO3 is hoger dan HSO4- ion.
Oplossing: In de gegeven reactie zijn HSO4- en H2CO3 zuur en zijn HCO3- en SO4-2 base. Omdat HSO4-ion H+ ion doneert aan HCO3-, is de zure eigenschap ervan hoog. I is waar.
Zuren moeten H+ ion in zijn structuur hebben om Bronsted-Lowry zuur te worden. Omdat er geen H+ ion in SO4-2 zit, gedraagt het zich niet als zuur. II is fout.
Derde uitspraak kan waar of onwaar zijn, we kunnen niet zeggen dat het waar is door naar deze reactie te kijken.
Voorbeeld: Welke van de volgende paren zijn zuur in gegeven reactie?
H2PO4- + HSO3- → HPO4- + H2SO3
I. H2PO4- en H2SO3
II. HSO3- en H2SO3
III. HSO3- en HPO4-
IV. H2PO4- en HPO4-
Oplossing:
H2PO4- doneert H+ en wordt HPO4- zodat het zure eigenschappen vertoont.
H2SO3 doneert H+ en wordt HSO3- zodat het zure eigenschappen vertoont.
Stel gegeven in I is waar.