我们解释了酸和碱是什么、它们的特性、指标和示例。还有,什么是中和反应。
pH值小于7的物质是酸性的,pH值大于7的物质是碱。什么是酸和碱?
一种酸是 化学物质 能够屈服 质子 (H +) 到另一种化学物质。碱是能够从另一种化学物质中捕获质子 (H +) 的化学物质。
然而,有两种基本理论可以解释什么是酸和碱:Arrhenius 理论和 Brönsted-Lowry 理论。
根据阿伦尼乌斯理论:
酸是在水溶液中放出质子 (H +) 的物质。也就是说,它是一种中性物质,当它溶解在水中时,会根据以下条件分解成离子 反应 代表:
例如:盐酸(HCl)
碱是在水溶液中放出OH-离子的物质。例如:氢氧化钠(NaOH)
该理论有其局限性,因为根据该理论,这些化合物仅在水溶液中定义,而不在其他介质中定义。此外,它没有解释氨 (NH3) 等化合物,它是一种碱,但由于其组成中不含 OH-,因此它不符合 Arrhenius 碱的定义。
为此,需要一种新理论来更好地解释酸和碱的概念。所以后来 Brönsted 和 Lowry 发展了一个新的理论,其中包括 Arrhenius 原理,但不仅在水溶液中考虑,因此更加全面。
根据 Brönsted-Lowry 理论:
根据该理论,酸是一种能够将质子 (H +) 交给另一种化学物质的化学物质,而碱是一种能够从另一种化学物质中捕获质子 (H +) 的化学物质。
根据这个理论,酸碱反应是一种平衡,可以表示为:
其中 HA 表现得像酸,因为它放弃质子 H + 保留为 A-。另一方面,B 的行为就像一个碱基,因为它捕获一个质子 H + 成为 HB +。
有些物质可以同时表现为酸和碱,被称为两性物质。这取决于他们所处的环境或他们与之反应的环境。这种物质的一个例子是水:
在第一个方程中,水捕获一个质子 H +,表现得像一个碱并变成 H3O +。而在方程式中,水放出一个质子 H+,表现得像酸并变成 OH-。
显然,在这两种理论中,酸和碱具有不同比例的氢离子 (H +)。这决定了它的酸度(在酸的情况下)或它的碱度或碱度(在碱的情况下)。
这 酸碱度 是用于测量溶液酸度或碱度的量级,即表示其中存在的氢离子浓度。
- 酸。 pH 值为 0 到 6 的物质。
- 中性的pH 值为 7 的物质(水)。
- 碱/碱。 pH 值为 8 至 14 的物质。
物质的pH值越低,其酸度越高。例如,纯 HCl 的 pH 值接近 0。另一方面,物质的 pH 值越高,其碱度越大。例如,苛性钠的 pH 值等于 14。
酸和碱的特性
酸和碱都可以作为 液体, 坚硬的 或者 气体.另一方面,它们可以作为 纯物质 或稀释,保留其许多特性。
pH 值的差异是每种产品最显着的特征。当一种化合物的 pH 值达到其极端值之一时,这意味着该化合物对大多数物质都是高度危险的,无论是 有机的, 什么 无机的.
酸和碱具有不同的物理特性:
酸类
- 它们有酸味(例如:存在于各种柑橘类水果中的酸)。
- 它们具有很强的腐蚀性,如果吸入它们的气体,会导致皮肤化学灼伤或呼吸系统损伤。
- 他们是良好的导体 电 在水溶液中。
- 他们反应 金属 生成盐和氢气。
- 它们与金属氧化物反应形成盐和 水.
基地
日常生活中的酸碱
电池酸通过与金属反应生成盐。在我们的日常生活中,酸和碱的存在是丰富的。例如,在我们电子设备的电池内部通常有 硫酸.出于这个原因,当它们被损坏并将其内容物倒入设备中时,它们会与电极的金属发生反应并产生一种白色的盐。
还有一些我们每天都要处理的弱酸,例如 醋酸 (醋)、乙酰水杨酸(阿司匹林)、抗坏血酸(维生素 C)、碳酸(存在于碳酸苏打水中)、柠檬酸(存在于柑橘类水果中)或盐酸(我们的胃分泌以溶解食物的胃液)。
至于碱,碳酸氢钠用于烘焙、除臭剂和各种治疗胃灼热的药物。其他常用的碱是碳酸钠(洗涤剂)、次氯酸钠(清洁漂白剂)、氢氧化镁(泻药)和氢氧化钙(建筑石灰)。
酸碱指示剂
区分酸性化合物和碱性化合物的方法是测量其 pH 值。今天,有许多方法可以测量物质的 pH 值。
- 使用酸碱指示剂。指示剂是从 颜色 通过改变发现它们的溶液的 pH 值。例如,酚酞是一种液体,如果加到碱中会变成粉红色,如果加到酸中会变成无色。另一个例子是石蕊试纸,它浸在溶液中,如果它变成红色或橙色,它就是一种酸性物质,如果它变黑,它就是一种碱性溶液。
- 使用电位计或 pH 计。有电子设备可以直接给我们提供溶液的 pH 值。
中和反应
中和反应或(酸碱反应)是 化学反应 当这两种类型的化合物混合时会发生什么,得到盐和一定量的水。这些反应通常是 放热的 (他们产生 热),它的名字来源于酸和碱的性质相互抵消的事实。
要对中和反应进行分类,了解酸和碱的类型很重要。
- 强酸。是一种酸,在水溶液中完全电离,即完全转变成 离子 构成它的分子。例如:HCl(水溶液)、HBr(水溶液)、H2SO4(水溶液)。
- 强碱。它是一种碱,当它在水溶液中完全电离时,即完全转化为构成其分子的离子。例如:NaOH(水溶液)、LiOH(水溶液)、KOH(水溶液)。
- 弱酸。它是一种酸,当它在水溶液中部分电离时,即没有完全转化为构成其分子的离子。因此,这种酸溶液中的离子浓度低于强酸溶液。例如:柠檬酸、碳酸(H2CO3)
- 基础薄弱。它是在水溶液中部分电离的碱。也就是说,它没有完全转化为构成其分子的离子。因此,这种碱溶液中的离子浓度低于强碱溶液。例如:氨(NH3)、氢氧化铵(NH4OH)
中和反应可以通过四种方式发生,具体取决于其试剂的性质:
- 强酸和强碱。相对于另一个,最丰富的试剂将保留在溶液中。所得溶液的 pH 值取决于哪种试剂的浓度更大 部分.
- 弱酸和强碱。将获得碱性 pH 值的溶液,碱将保留在溶液中。
- 强酸弱碱。酸被中和,并且一定比例的酸将保留在溶液中,这取决于酸的浓度。所得溶液的 pH 值为酸性。
- 弱酸和弱碱。结果将呈酸性或呈碱性,具体取决于您的试剂浓度。
酸和碱的例子
酸类
-
- 盐酸 (HCl)
- 硫酸 (H2SO4)
- 硝酸(HNO3)
- 高氯酸 (HClO4)
- 甲酸 (CH2O2)
- 溴酸 (HBrO3)
- 硼酸 (H3BO3)
- 乙酸 (C2H4O2)
基地
- 苛性钠 (NaOH)
- 氢氧化钙(Ca(OH)2)
- 氨 (NH3)
- 碳酸氢钠 (NaHCO3)
- 氢氧化钾 (KOH)
- 次氯酸钠 (NaClO)
- 氟化钙 (CaF2)
- 氢氧化钡(Ba [OH] 2)
- 氢氧化铁 (III) (Fe [OH] 3)