kwasy i zasady

koncepcja

nazwa “kwas” przywodzi na myśl żywe obrazy zmysłowe—na przykład kwaśność, jeśli dany kwas jest przeznaczony do spożycia przez ludzi, tak jak kwas cytrynowy w cytrynach. Z drugiej strony, myśl o substancjach laboratoryjnych i przemysłowych o przerażająco brzmiących nazwach, takich jak kwas siarkowy lub kwas fluorowodorowy, niesie ze sobą inne idee—kwasów, które są zdolne do niszczenia materiałów, w tym ludzkiego mięsa. Nazwa” baza”, z kolei, nie jest powszechnie znana w sensie chemicznym, a nawet gdy używane jest starsze określenie “alkaliów”, wrażenia zmysłowe wytwarzane przez to słowo zwykle nie są tak żywe, jak te generowane przez myśl o ” kwasie.”W zastosowaniach przemysłowych również bazy mogą być bardzo wydajne. Podobnie jak w przypadku kwasów, mają one wiele zastosowań domowych, w substancjach takich jak soda oczyszczona lub środki czyszczące piekarnik. Z punktu widzenia smaku (jak wie każdy, kto kiedykolwiek umył zęby sodą oczyszczoną), zasady są gorzkie, a nie kwaśne. Skąd wiemy, że coś jest kwasem lub zasadą? Wskaźniki kwasowo-zasadowe, takie jak papier lakmusowy i inne materiały do badania pH, oferują sposób oceny tych właściwości w różnych substancjach. Istnieją jednak szersze definicje strukturalne tych dwóch pojęć, które ewoluowały w trzech etapach pod koniec XIX i na początku XX wieku, które zapewniają bardziej solidne teoretyczne podstawy zrozumienia kwasów i zasad.

jak to działa

Wprowadzenie do kwasów i zasad

przed rozwojem teorii atomowej i Molekularnej w XIX wieku, a następnie odkryciem struktur subatomowych na przełomie XIX i XX wieku, chemicy nie mogli zrobić znacznie więcej niż dokonać pomiarów i obserwacji. Ich definicje substancji były czysto fenomenologiczne-to jest wynikiem eksperymentów i zbierania danych. Na podstawie tych obserwacji mogły one tworzyć ogólne zasady, ale brakowało im jakichkolwiek środków “wglądu” w struktury atomowe i molekularne świata chemicznego.

fenomenologiczne różnice między kwasami i zasadami, zebrane przez naukowców od czasów starożytnych, działały wystarczająco dobrze przez wiele stuleci. Słowo “kwas” pochodzi od łacińskiego terminu acidus, czyli “kwaśny”, a od wczesnego okresu naukowcy zrozumieli, że substancje takie jak ocet i sok z cytryny mają wspólną jakość kwaśną. Ostatecznie fenomenologiczna definicja kwasów stała się stosunkowo wyrafinowana, obejmując takie szczegóły, jak fakt, że kwasy wytwarzają charakterystyczne kolory w niektórych barwnikach roślinnych, takich jak te używane do produkcji papieru lakmusowego. Ponadto chemicy zdali sobie sprawę, że kwasy rozpuszczają niektóre metale, uwalniając w tym procesie Wodór.

DLACZEGO “BAZA” A NIE “ALKALIA”?

słowo “alkaliczny” pochodzi od arabskiego al-qili, które odnosi się do popiołów z rośliny morwy. Ten ostatni, który zwykle rośnie na terenach bagnistych, był często spalany do produkcji sody kalcynowanej, używanej do produkcji mydła. W przeciwieństwie do kwasów zasady—na przykład kofeina-mają gorzki smak, a wiele z nich czuje się ślisko w dotyku. Wytwarzają również charakterystyczne kolory w barwnikach roślinnych papieru lakmusowego i mogą być stosowane do promowania pewnych reakcji chemicznych. Zauważ, że dziś chemicy używają słowa “baza” zamiast “zasady”, ponieważ ten ostatni termin ma węższe znaczenie: wszystkie zasady są zasadami, ale nie wszystkie zasady są alkaliami.

pierwotnie “alkaliczne” odnosiły się tylko do popiołów spalonych roślin, takich jak morszczuk, które zawierały sód lub potas i z których można było uzyskać tlenki sodu i potasu. Ostatecznie alkalia zaczęły oznaczać rozpuszczalne wodorotlenki metali alkalicznych i metali ziem alkalicznych. Obejmuje to wodorotlenek sodu, składnik aktywny w oczyszczalniach ścieków i pieców; wodorotlenek magnezu, stosowany na przykład w mleku z magnezji; wodorotlenek potasu, występujący w mydłach i innych substancjach; oraz inne związki. Ponieważ ta gama substancji jest szeroka, nie obejmuje ona szerokiej gamy materiałów znanych dziś jako zasady—związki, które reagują z kwasami, tworząc sole i wodę.

w kierunku definicji strukturalnej

reakcja tworzenia soli i wody jest w rzeczywistości jednym ze sposobów definiowania kwasów i zasad. W roztworze wodnym kwas solny i wodorotlenek sodu reagują, tworząc chlorek sodu—który, choć jest zawieszony w roztworze wodnym, jest nadal powszechną solą kuchenną-wraz z wodą. Równanie dla tej reakcji to HCl(AQ ) + NaOH(AQ ) →H2O + NaCl(aq ). Innymi słowy, jon sodu (Na) w wodorotlenku sodu zamienia się z Jonem wodorowym w kwasie solnym, w wyniku czego powstaje NaCl (sól) wraz z wodą.

ale dlaczego tak się dzieje? Użyteczna, ponieważ ta definicja dotycząca tworzenia soli i wody jest, nadal nie jest strukturalna-innymi słowy, nie zagłębia się w strukturę molekularną i zachowanie kwasów i zasad. Uznanie za pierwszą prawdziwie strukturalną definicję różnicy przypisuje się szwedzkiemu chemikowi Svante Arrheniusowi (1859-1927). To właśnie Arrhenius w swojej dysertacji doktorskiej w 1884 roku wprowadził pojęcie jonu, atomu posiadającego ładunek elektryczny.

jego zrozumienie było szczególnie imponujące w świetle faktu, że minęło jeszcze 13 lat przed odkryciem elektronu, subatomowej cząstki odpowiedzialnej za tworzenie jonów. Atomy mają ładunek neutralny, ale gdy elektron lub elektrony odchodzą, atom staje się dodatnim Jonem lub kationem. Podobnie, gdy elektron lub elektrony łączą się z wcześniej nie naładowanym atomem, rezultatem jest ujemny jon lub anion. Koncepcja jonów nie tylko znacząco wpłynęła na przyszłość chemii, ale również dostarczyła Arrheniusowi klucza niezbędnego do sformułowania jego rozróżnienia między kwasami i zasadami.

definicja Arrheniusa

Arrhenius zaobserwował, że cząsteczki niektórych związków rozpadają się na naładowane cząstki po umieszczeniu w cieczy. To doprowadziło go do teorii kwasu-zasady Arrheniusa, która definiuje kwas jako każdy związek, który wytwarza jony wodorowe (h+) po rozpuszczeniu w wodzie, a zasadę jako każdy związek, który wytwarza jony wodorotlenkowe (OH−) po rozpuszczeniu w wodzie.

to był dobry początek, ale dwa aspekty teorii Arrheniusa sugerowały potrzebę definicji obejmującej więcej substancji. Przede wszystkim jego teoria ograniczała się do reakcji w roztworach wodnych. Chociaż wiele reakcji kwasowo-zasadowych występuje, gdy rozpuszczalnikiem jest woda, nie zawsze tak jest.

po drugie, definicja Arrheniusa skutecznie ograniczała kwasy i zasady tylko do tych związków jonowych, takich jak kwas solny lub wodorotlenek sodu, które wytwarzały jony wodorowe lub wodorotlenkowe. Jednakże amoniak lub NH3 działa jak zasada w roztworach wodnych, mimo że nie wytwarza jonu wodorotlenkowego. To samo dotyczy innych substancji, które zachowują się jak kwasy lub zasady, nie spełniając definicji Arrheniusa.

te niedociągnięcia wskazywały na potrzebę bardziej kompleksowej teorii, która pojawiła się wraz z sformułowaniem definicji Brønsteda-Lowry ‘ego przez angielskiego chemika Thomasa Lowry’ ego (1874-1936) i duńskiego chemika J. N. Brønsteda (1879-1947). Niemniej jednak teoria Arrheniusa stanowiła ważny pierwszy krok i w 1903 roku otrzymał Nagrodę Nobla w dziedzinie chemii za pracę nad dysocjacją cząsteczek na jony.

definicja Brønsteda-Lowry ‘ego

teoria kwasu-zasady brønsteda-Lowry’ ego definiuje kwas jako donor protonu (h+), a zasadę jako akceptor protonu w reakcji chemicznej. Protony są reprezentowane przez symbol H+, a w reprezentacji kwasów i zasad stosuje się odpowiednio symbole HA i a−. Symbole te wskazują, że kwas ma proton, który jest gotowy do oddania, podczas gdy zasada, ze swoim ujemnym ładunkiem, jest gotowa do otrzymania dodatnio naładowanego protonu.

chociaż jest tu używany do reprezentowania protonu, należy zauważyć, że H+ jest również Jonem wodorowym-atomem wodoru, który stracił swój jedyny elektron i w ten sposób uzyskał dodatni charge.It jest więc tak naprawdę niczym więcej niż samotnym protonem, ale jest to jedyny przypadek, w którym atom i proton są dokładnie tym samym. W reakcji kwasowo-zasadowej cząsteczka kwasu “oddaje” proton w postaci jonu wodorowego. Nie należy tego mylić ze znacznie bardziej złożonym procesem, fuzją jądrową, w której ATOM rezygnuje z protonu na rzecz innego atomu.

REAKCJA KWASOWO-ZASADOWA W TEORII BRØNSTEDA-LOWRY ‘ EGO.

najbardziej fundamentalny Typ reakcji kwasowo-zasadowej w teorii Brønsteda−Lowry ‘ ego można symbolizować w ten sposób HA(AQ ) + H2O(l ) →H3O+(aq ) + a – (AQ ). Pierwszy pokazany kwas—który, podobnie jak trzech z czterech “graczy” w tym równaniu, rozpuszcza się w roztworze wodnym-łączy się z wodą, która może służyć jako kwas lub zasada. W obecnym kontekście funkcjonuje jako baza.

cząsteczki wody są polarne, co oznacza, że ujemne ładunki mają tendencję do gromadzenia się na jednym końcu cząsteczki z atomem tlenu, podczas gdy dodatnie ładunki pozostają na drugim końcu z atomami wodoru. Model Brønsteda-Lowry ‘ ego podkreśla rolę, jaką odgrywa woda, która wyciąga proton z kwasu, w wyniku czego powstaje H3O+, znany jako Jon hydroniowy.

wytworzony tutaj jon hydroniowy jest przykładem sprzężonego kwasu, kwasu powstającego, gdy zasada przyjmuje proton. W tym samym czasie kwas stracił swój proton, stając się a−, sprzężoną zasadą—to znaczy zasadą powstałą, gdy kwas uwalnia proton. Te dwa produkty reakcji nazywane są sprzężoną parą kwasowo-zasadową, terminem odnoszącym się do dwóch substancji powiązanych ze sobą przez oddawanie protonu.

definicja Brønsteda i Lowry ‘ ego stanowi poprawę w stosunku do definicji Arrheniusa, ponieważ obejmuje wszystkie kwasy i zasady Arrheniusa, a także inne gatunki chemiczne nieobjęte teorią Arrheniusa. Przykładem, wspomnianym wcześniej, jest amoniak. Chociaż nie wytwarza jonów OH−, amoniak przyjmuje proton z cząsteczki wody, a reakcja między tymi dwoma (tym razem z wodą pełniącą funkcję kwasu) wytwarza sprzężoną parę kwasowo-zasadową NH4+ (jon amonowy) i OH−. Zauważ, że ten ostatni, jon wodorotlenku, nie został wyprodukowany przez amoniak, ale jest sprzężoną zasadą, która powstała, gdy cząsteczka wody straciła atom H+ lub proton.

definicja Lewisa

pomimo postępu oferowanego chemikom przez model Brønsteda-Lowry ‘ ego, nadal ograniczała się do opisu związków zawierających Wodór. Jak zauważył amerykański chemik Gilbert N. Lewis (1875-1946), nie obejmowało to pełnego zakresu kwasów i zasad; zamiast tego potrzebna była definicja, która nie obejmowała obecności atomu wodoru.

Lewis jest szczególnie znany ze swoich prac w dziedzinie wiązań chemicznych. Wiązanie atomów jest wynikiem aktywności ze strony elektronów walencyjnych lub elektronów na “zewnątrz” atomu. Elektrony są ułożone w różny sposób, w zależności od rodzaju wiązania, ale zawsze łączą się w pary.

zgodnie z teorią kwasowo-zasadową Lewisa, kwas jest reagentem, który przyjmuje parę elektronową od innego reagenta w reakcji chemicznej, podczas gdy zasada jest reagentem, który przekazuje parę elektronową innemu reagentowi. Podobnie jak w przypadku definicji Brønsteda-Lowry ‘ ego, definicja Lewisa jest zależna od reakcji i nie definiuje związku jako samego kwasu lub zasady. Zamiast tego sposób, w jaki związek reaguje z innym, służy do identyfikacji go jako kwasu lub zasady.

POPRAWA W STOSUNKU DO SWOICH POPRZEDNIKÓW.

piękno definicji Lewisa polega na tym, że obejmuje ona wszystkie sytuacje objęte innymi-i nie tylko. Podobnie jak Brønsted-Lowry nie obalił Arrheniusa, ale raczej zaproponował definicję obejmującą więcej substancji, Lewis rozszerzył zakres substancji poza te objęte Brønsted-Lowry. W szczególności teoria Lewisa może być wykorzystana do rozróżnienia kwasu i zasady w reakcjach chemicznych wytwarzających Wiązanie, w których jony nie są wytwarzane i w których nie ma dawcy ani akceptora protonu. Oznacza to poprawę odpowiednio w stosunku do Arrhenius i Brønsted-Lowry.

przykładem jest reakcja trifluorku boru (BF3) z amoniakiem (NH3), zarówno w fazach gazowych, w celu wytworzenia kompleksu trifluorku boru (F3BNH3). W tej reakcji trifluorek boru przyjmuje parę elektronową i w związku z tym jest kwasem Lewisa, podczas gdy amoniak oddaje parę elektronową i w związku z tym jest zasadą Lewisa. Chociaż wodór jest zaangażowany w tę konkretną reakcję, teoria Lewisa dotyczy również reakcji bez wodoru.

rzeczywiste zastosowania

wskaźniki kwasowo-zasadowe pHand

chociaż chemicy stosują wyrafinowane definicje strukturalne kwasów i zasad, które omówiliśmy, istnieją również bardziej praktyczne metody identyfikacji konkretnej substancji (w tym złożonych mieszanin) jako kwasu lub zasady. Wiele z nich wykorzystuje skalę pH, opracowaną przez duńskiego chemika Sørena Sørensena (1868-1939) w 1909 roku.

termin pH oznacza “potencjał wodoru”, a skala pH jest środkiem do określania kwasowości lub zasadowości substancji. (Chociaż, jak zauważono, termin “alkalia” został zastąpiony przez “zasadę”, zasadowość jest nadal używana jako termin przymiotnikowy, aby wskazać stopień, w jakim substancja wykazuje właściwości zasady.) Teoretycznie nie ma ograniczeń w zakresie skali pH, ale liczby dotyczące kwasowości i zasadowości są zwykle podawane z wartościami liczbowymi między 0 a 14.

ZNACZENIE wartości pH.

Ocena 0 w skali pH wskazuje na substancję, która jest praktycznie czystym kwasem, podczas gdy ocena 14 oznacza prawie czystą zasadę. Ocena 7 oznacza substancję neutralną. Skala pH jest logarytmiczna lub wykładnicza, co oznacza, że liczby reprezentują wykładniki, a zatem zwiększona wartość 1 nie oznacza prostego arytmetycznego dodania 1, ale wzrostu o 1 Moc. Wymaga to jednak nieco dalszego wyjaśnienia.

skala pH jest w rzeczywistości oparta na ujemnych logarytmach dla wartości H3O+ (jonu hydroniowego) lub H+ (protonów) w danej substancji. Wzór jest więc pH = – log lub-log, a obecność jonów hydroniowych lub protonów mierzy się zgodnie z ich stężeniem moli na litr roztworu.

wartości pH różnych substancji.

pH praktycznie czystego kwasu, takiego jak kwas siarkowy w akumulatorach samochodowych, wynosi 0, a to oznacza 1 mol (mol) hydronium na litr (l) roztworu. Sok z cytryny ma pH 2, równe 10-2 mol/l. zauważ, że wartość pH 2 przekłada się na wykładnik -2, co w tym przypadku daje wartość 0,01 mol/l.

woda destylowana, obojętna substancja o pH 7, ma równoważnik hydroniowy 10-7 mol/l. Warto zauważyć, że większość płynów w organizmie człowieka ma wartości pH w zakresie neutralnym krwi (żylnej, 7,35; tętniczej, 7,45); moczu (6,0—należy zwrócić uwagę na wyższą obecność kwasu); i śliny (6,0 do 7,4).

na alkalicznym końcu skali znajduje się boraks o pH 9, podczas gdy amoniak domowy ma wartość pH 11 lub 10-11 mol/l. wodorotlenek sodu lub ług, niezwykle zasadowy związek chemiczny o pH 14, ma wartość równą 10-14 moli hydronium na litr roztworu.

PAPIER LAKMUSOWY I INNE WSKAŹNIKI.

najbardziej precyzyjne pomiary pH są wykonywane za pomocą elektronicznych pH-metrów, które mogą dostarczyć dane z dokładnością do 0,001 pH. jednak stosowane są również prostsze materiały. Najbardziej znany z nich jest papier lakmusowy (wykonany z wyciągu z dwóch gatunków porostów), który zmienia kolor na niebieski w obecności zasad i czerwony w obecności kwasów. Termin ” lakmus test “stał się częścią codziennego języka, odnosząc się do kwestii” make-or-break “—na przykład ” poglądy na prawo do aborcji stały się lakmus testem dla kandydatów do Sądu Najwyższego.”

Lakmus jest tylko jednym z wielu materiałów używanych do produkcji papieru pH, ale w każdym przypadku zmiana koloru jest wynikiem neutralizacji substancji na papierze. Na przykład papier pokryty fenoloftaleiną zmienia się z bezbarwnego na różowy w zakresie pH od 8,2 do 10, więc jest przydatny do testowania materiałów uważanych za umiarkowanie zasadowe. Ekstrakty z różnych owoców i warzyw, w tym czerwonej kapusty, czerwonej cebuli i innych, są również stosowane jako wskaźniki.

niektóre typowe kwasy i zasady

w poniższych tabelach wymieniono kilka dobrze znanych kwasów i zasad, wraz z ich formułami i kilkoma zastosowaniami

wspólne kwasy

• kwas octowy (CH3COOH): ocet, octan
• kwas acetylosalicylowy (HOOCC6H4OOCCH3): kwas acetylosalicylowy (HOOCC6H4OOCCH3): kwas acetylosalicylowy (HOOCC6H4OOCCH3): kwas acetylosalicylowy (HOOCC6H4OOCCH3): kwas acetylosalicylowy (HOOCC6H4OOCCH3): kwas
• kwas askorbinowy (H2c6h6o6): witamina C
• kwas węglowy (H2CO3): napoje bezalkoholowe, woda seltzer
• kwas cytrynowy (C6H8O7): owoce cytrusowe, sztuczne aromaty
• kwas solny (hcl): kwas żołądkowy
• kwas azotowy (hcl): HNO3): fertilizer, explosives
• Sulfuric acid (H2SO4): car batteries

Common Bases

• Aluminum hydroxide (Al3): antacids, deodorants
• Ammonium hydroxide (NH4OH): glass cleaner
• Calcium hydroxide (Ca2): caustic lime, mortar, plaster
• Magnesium hydroxide (Mg2): laxatives, antacids
• Sodium bicarbonate/sodium hydrogen carbonate (NaHCO3): baking soda
• Sodium carbonate (Na2CO3): dish detergent
• Sodium hydroxide (NaOH): lye, oven and drain cleaner
• Sodium hypochlorite (NaClO): bleach

oczywiście reprezentują one tylko kilka z wielu kwasów i zasad, które istnieją. Wybrane substancje wymienione powyżej omówiono krótko poniżej.

kwasy

kwasy w organizmie człowieka i żywności.

jak sama nazwa wskazuje, kwas cytrynowy znajduje się w owocach cytrusowych—szczególnie cytrynach, limonkach i grejpfrutach. Jest również stosowany jako środek aromatyzujący, konserwujący i czyszczący. Produkowany komercyjnie z fermentacji cukru przez kilka gatunków pleśni, kwas cytrynowy tworzy smak, który jest zarówno cierpki, jak i słodki. Kwaśność jest oczywiście funkcją jej kwasowości lub przejawem tego, że wytwarza jony wodorowe. Słodycz jest bardziej złożonym zagadnieniem biochemicznym odnoszącym się do sposobów, w jakie cząsteczki kwasu cytrynowego pasują do “słodkich” receptorów języka.

kwas cytrynowy odgrywa rolę w jednym słynnym lekarstwie na żołądek lub środkach zobojętniających kwas. To samo w sobie jest interesujące, ponieważ leki zobojętniające sok żołądkowy są bardziej ogólnie związane z substancjami alkalicznymi, wykorzystywanymi do ich neutralizacji kwasu żołądkowego. Fizz w Alka-Seltzer pochodzi jednak z reakcji kwasów cytrynowych (które również zapewniają przyjemniejszy smak) z wodorowęglanem sodu lub sodą oczyszczoną, zasadą. W reakcji tej powstaje gazowy dwutlenek węgla. Jako środek konserwujący kwas cytrynowy zapobiega reakcji jonów metali z tłuszczami w żywności, a tym samym przyspiesza ich degradację. Jest również stosowany w produkcji płukanek do włosów i szamponów o niskim pH i past do zębów.

rodzina kwasów karboksylowych pochodnych węglowodorów obejmuje szeroki wachlarz substancji—nie tylko kwasy cytrynowe, ale także aminokwasy. Aminokwasy łączą się w białka, jeden z głównych składników w ludzkich mięśniach, skórze i włosach. Kwasy karboksylowe są również stosowane Przemysłowo, szczególnie w użyciu kwasów tłuszczowych do produkcji mydeł, detergentów i szamponów.

KWAS SIARKOWY.

w organizmie człowieka znajduje się wiele kwasów, w tym kwas solny lub kwas żołądkowy—który w dużych ilościach powoduje niestrawność i potrzebę neutralizacji zasadą. Natura produkuje również kwasy, które są toksyczne dla ludzi, takie jak kwas siarkowy.

chociaż bezpośrednia ekspozycja na kwas siarkowy jest niezwykle niebezpieczna, substancja ma wiele zastosowań. Nie tylko jest stosowany w akumulatorach samochodowych, ale kwas siarkowy jest również istotnym składnikiem w produkcji nawozów. Z drugiej strony kwas siarkowy jest szkodliwy dla środowiska, gdy pojawia się w postaci kwaśnych deszczy. Wśród zanieczyszczeń w węglu jest siarka, co powoduje produkcję dwutlenku siarki i trójtlenku siarki, gdy węgiel jest spalany. Trójtlenek siarki reaguje z wodą w powietrzu, tworząc kwas siarkowy, a tym samym kwaśne deszcze, które mogą zagrażać życiu roślin i zwierząt, a także korodować Metale i materiały budowlane.

Zasady

rodziny metali alkalicznych i metali ziem alkalicznych to, jak sama nazwa wskazuje, zasady. Szereg substancji powstałych w wyniku reakcji tych metali z pierwiastkami niemetalicznymi pobiera się wewnętrznie w celu uregulowania problemów żołądkowych lub usunięcia blokady jelit. Na przykład istnieje siarczan magnezu, lepiej znany jako sole Epsom,które zapewniają silny środek przeczyszczający stosowany również do usuwania trucizn.

wodorotlenek glinu jest interesującą bazą, ponieważ ma wiele zastosowań, w tym zastosowanie w środkach zobojętniających sok żołądkowy. Jako taki reaguje z kwasem żołądkowym i neutralizuje go, dlatego znajduje się w komercyjnych środkach zobojętniających sok żołądkowy, takich jak Di-Gel™, Gelusil™ i Maalox™. Wodorotlenek glinu jest również stosowany do oczyszczania wody, barwienia odzieży i produkcji niektórych rodzajów szkła. Bliski krewny, hydroksychlorek glinu lub Al2 (OH)5Cl, pojawia się w wielu komercyjnych antyperspirantach i pomaga zamknąć pory, zatrzymując w ten sposób przepływ potu.

WODOROWĘGLAN SODU (SODA OCZYSZCZONA).

soda oczyszczona, znana przez chemików zarówno jako wodorowęglan sodu, jak i wodorowęglan sodu, jest kolejnym przykładem Zasady o wielu celach. Jak wspomniano wcześniej, jest on stosowany w Alka-Seltzer™, z dodatkiem kwasu cytrynowego w celu poprawy smaku; w rzeczywistości sama soda oczyszczona może pełnić funkcję środka zobojętniającego kwas, ale smak jest raczej nieprzyjemny.

soda oczyszczona jest również stosowana w zwalczaniu pożarów, ponieważ w wysokich temperaturach zamienia się w dwutlenek węgla, który tłumi płomienie, utrudniając przepływ tlenu do ognia. Oczywiście soda oczyszczona jest również stosowana w pieczeniu, gdy jest połączona ze słabym kwasem, aby uzyskać proszek do pieczenia. W reakcji kwasu i sody oczyszczonej powstaje dwutlenek węgla, który powoduje wzrost ciasta i ciasta. W lodówce lub szafce soda oczyszczona może pochłaniać nieprzyjemne zapachy, a dodatkowo może być stosowana jako środek czyszczący.

WODOROTLENEK SODU (ŁUG).

inną bazą używaną do czyszczenia jest wodorotlenek sodu, znany powszechnie jako ług lub soda kaustyczna. Jednak w przeciwieństwie do sody oczyszczonej nie należy jej przyjmować wewnętrznie, ponieważ jest bardzo szkodliwa dla ludzkiej tkanki-szczególnie oczu. Ług pojawia się w środkach do czyszczenia odpływów, takich jak Drano™, i środków do czyszczenia piekarnika, takich jak Easy-Off™, które wykorzystują swoją zdolność do przekształcania tłuszczów w rozpuszczalne w wodzie mydło.

w trakcie tego procesu stosunkowo duże ilości ługu mogą generować wystarczającą ilość ciepła, aby zagotować wodę w odpływie, powodując, że woda wystrzeliwuje w górę. Z tego powodu nie jest wskazane, aby stać w pobliżu odpływu leczonego ługiem. W zamkniętym piecu oczywiście nie stanowi to zagrożenia; a po zakończeniu procesu czyszczenia przetworzone tłuszcze (teraz w postaci mydła) można rozpuścić i zetrzeć gąbką.

gdzie dowiedzieÄ ‡ siÄ ™ wiÄ ™ cej

“kwasy i zasady czÄ ™ sto zadawane pytania.”Chemia Ogólna Online (Strona internetowa). <http://antoine.fsu.umd.edu/chem/senese/101/acidbase/faq.shtml> (7 czerwca 2001).

” kwasy, zasady i sole.”Trener chemii (Strona WWW). <http://www.chemistrycoach.com/acids.htm> (czerwiec 7, 2001).

” kwasy, zasady i sole.”University of Akron, Department of Chemistry (strona internetowa). <http://ull.chemistry.uakron.edu/genobc/Chapter_09/title.html> (7 czerwca 2001).

ChemLab. Danbury, CT: Grolier Educational, 1998.

Ebbing, Darrell D.; R. A. D. Wentworth; and James P. Birk. Chemia Wprowadzająca. Boston: Houghton Mifflin, 1995.

Haines, Gail Kay. Co sprawia, że cytryna jest kwaśna? Ilustrowany Przez Janet McCaffery. Nowy Jork: Morrow, 1977.

Kwasy i zasady. Chicago: Heinemann Library, 2001.

Patten, J. M. kwasy i zasady. Vero Beach, FL: Rourke Book Company, 1995.

Chemia. Ilustracje: Denis Bishop i Jim Robins. New York: F. Watts, 1982.

Zumdahl, Steven S. Introductory Chemistry A Foundation, 4th ed. Boston: Houghton Mifflin, 2000.

kluczowe terminy

kwas:

substancja, która w swojej jadalnej formie jest kwaśna w smaku, a w formach niejadalnych jest często zdolna do rozpuszczania metali. Kwasy i zasady reagują tworząc sole i wodę. Są to jednak wszystkie definicje fenomenologiczne, w przeciwieństwie do trzech definicji strukturalnych kwasów i zasad—teorii kwasu-zasady Arrheniusa, Brønsteda-Lowry ‘ ego i Lewisa.

alkalia:

termin odnoszący się do rozpuszczalnych wodorotlenków metali alkalicznych i metali ziem alkalicznych. Kiedyś “alkaliczne” były używane do klasy substancji, które reagują z kwasami tworząc sole; dzisiaj jednak bardziej ogólne określenie zasady jest preferowane.

zasadowość:

przymiotnikowy termin używany do określenia stopnia, w jakim substancja wykazuje właściwości zasady.

ANION:

Ujemnie naładowany jon, który powoduje, że atom zyskuje jeden lub więcej elektronów. “Anion” wymawia się “an-ie-un”.

ROZTWÓR WODNY:

substancja, w której rozpuszczalnik stanowi woda. W roztworze wodnym zachodzi duża liczba reakcji chemicznych.

teoria kwasowo-zasadowa Arrheniusa:

pierwsza z trzech strukturalnych definicji kwasów i zasad. Sformułowana przez szwedzkiego chemika Svante Arrheniusa (1859-1927) teoria Arrheniusa definiuje kwasy i zasady według jonów, które wytwarzają w roztworze wodnym: kwas wytwarza jony wodorowe (H+), A zasadowe jony wodorotlenkowe (OH−).

baza:

substancja, która w jadalnej formie jest gorzka w smaku. Zasady są śliskie w dotyku, a w reakcji z kwasami wytwarzają Sole i wodę. Zasady i kwasy są najlepiej zdefiniowane, jednak nie w tych fenomenologicznych terminach, ale przez trzy strukturalne definicje kwasów i zasad—teorie kwasowo-zasadowe Arrheniusa, Brønsteda-Lowry ‘ ego i Lewisa.

teoria kwasowo-zasadowa BRØNSTEDA-LOWRY ‘ ego:

druga z trzech definicji strukturalnych kwasów i zasad. Sformułowany przez angielskiego chemika Thomasa Lowry ‘ ego (1874-1936) i duńskiego chemika J. N. Brønsted (1879-1947), teoria Brønsteda-Lowry ‘ ego definiuje kwas jako donor protonu (H+), A zasadę jako akceptor protonu.

kation:

dodatnio naładowany jon, który powstaje, gdy atom traci jeden lub więcej elektronów. “Kation” wymawia się “Kat-ie-un”.

gatunki chemiczne:

ogólny termin używany dla każdej substancji badanej w chemii-niezależnie od tego, czy jest to pierwiastek, związek, mieszanina, atom, cząsteczka, Jon i tak dalej.

kwas sprzężony:

kwas powstaje, gdy zasada przyjmuje proton (H+).

SPRZĘŻONA PARA KWASOWO-ZASADOWA:

kwas i zasada powstają, gdy kwas przekazuje pojedynczy proton do zasady. W reakcji, która wytwarza tę parę, kwas i zasada zmieniają tożsamość. Przekazując aproton, kwas staje się sprzężoną zasadą, a odbierając proton, zasada staje się sprzężonym kwasem.

sprzężona zasada:

zasada powstaje, gdy kwas uwalnia proton.

jon:

atom lub atomy, które straciły lub zyskały jeden lub więcej elektronów, a tym samym mają ładunek elektryczny netto. Istnieją dwa rodzaje jonów: aniony i kationy.

WIĄZANIE JONOWE:

forma wiązania chemicznego, która powstaje w wyniku działania jonów o przeciwnych ładunkach elektrycznych.

związek jonowy:

związek, w którym obecne są jony. Związki jonowe zawierają co najmniej jeden metal i niemetal połączone wiązaniem jonowym.

teoria kwasowo-zasadowa Lewisa:

trzecia z trzech definicji strukturalnych kwasów i zasad. Opracowany przez amerykańskiego chemika Gilberta N. Lewis (1875-1946), teoria Lewisa definiuje kwas jako reagent, który przyjmuje parę elektronową od innego reagenta w reakcji chemicznej, a zasadę jako reagent, który przekazuje parę elektronową innemu reagentowi.

skala PH:

skala logarytmiczna do określania kwasowości lub zasadowości substancji, od 0(praktycznie czysty kwas) do 7 (neutralny) do 14 (praktycznie czysta zasada).

FENOMENOLOGICZNY:

termin opisujący definicje naukowe oparte wyłącznie na zjawiskach eksperymentalnych. Przekazują one jednak tylko część obrazu-przede wszystkim część, którą chemik może postrzegać poprzez pomiar lub przez zmysły, takie jak wzrok. Definicja strukturalna jest zatem zwykle korzystniejsza niż definicja fenomenologiczna.

reagent:

substancja, która wchodzi w interakcję z inną substancją w reakcji chemicznej, w wyniku której powstaje produkt.

sole:

związki jonowe powstałe w wyniku reakcji między kwasem a zasadą. W tej reakcji jeden lub więcej hydrogenionów kwasu zastępuje się innym Jonem dodatnim. Oprócz wytwarzania soli, reakcje kwasowo-zasadowe wytwarzają wodę.

roztwór:

jednorodna mieszanina, w której jedna lub więcej substancji (tezolut) rozpuszcza się w jednej lub kilku innych substancjach (rozpuszczalniku)—na przykład cukier rozpuszczony w wodzie.

rozpuszczalnik:

substancja, która rozpuszcza się w innym, zwanym rozpuszczonym, roztworze.

strukturalny:

termin opisujący definicje naukowe oparte na aspektach struktury molekularnej i zachowania, a nie czysto fenomenologicznych danych.