Există sute de exemple de acizi și baze care pot fi găsite în toate ramurile chimiei, dar care, în ansamblu, sunt separate în două familii mari: anorganice și organice. Acizii anorganici sunt de obicei cunoscuți sub denumirea de acizi minerali, caracterizați fiind deosebit de puternici în comparație cu cei organici.
Acidele și bazele sunt înțelese ca substanțe care au arome acre sau, respectiv, saponacee. Ambele sunt corozive, deși cuvântul „caustic” este adesea folosit pentru baze puternice. Pe scurt: ard și corodează pielea dacă o ating. Caracteristicile sale în mediile solvent au ghidat o serie de definiții de-a lungul istoriei.
Comportamentul acizilor și bazelor atunci când este dizolvat în apă. Sursa: Gabriel Bolívar.
Imaginea de mai jos arată comportamentul generic al acizilor și bazelor atunci când acestea sunt adăugate sau dizolvate într-un pahar cu apă. Acizii produc soluții cu valori de pH sub 7 datorită ionilor hidroniu, H 3 O + ; în timp ce bazele produc soluții cu un pH peste 7 datorită ionilor hidroxil (sau hidroxil), OH - .
Dacă se adaugă acid clorhidric, HCl (picătură roșie), la sticlă, nu va fi H 3 O + și Cl - ioni hidratat. Pe de altă parte, dacă vom repeta experimentul cu hidroxid de sodiu, hidroxid de sodiu (picătură mov), vom avea OH - și Na + ioni .
Definiții
Caracteristicile din ce în ce mai studiate și înțelese ale acizilor și bazelor au stabilit mai multe definiții pentru acești compuși chimici. Printre aceste definiții îl avem pe cel al lui Arrhenius, cel al lui Bronsted-Lowry, și în cele din urmă al lui Lewis. Înainte de a cita exemplele, trebuie să fie clar în acest sens.
Arrhenius
Acizi și baze, potrivit Arrhenius, sunt cele care, atunci când este dizolvat în apă, produc H 3 O + sau OH - ioni , respectiv. Adică, imaginea reprezintă deja această definiție. Cu toate acestea, de la sine, neglijează unii acizi sau baze prea slabe pentru a produce astfel de ioni. De aici vine definiția Bronsted-Lowry.
Bronsted-Lowry
Acizii Bronsted-Lowry sunt cei care pot dona ioni H + , iar bazele sunt cele care acceptă aceste H + . Dacă un acid își donează foarte ușor H + , înseamnă că este un acid puternic. La fel se întâmplă și cu bazele, dar acceptând H + .
Astfel, avem acizi și baze puternice sau slabe, iar forțele lor sunt măsurate în solvenți diferiți; în special în apă, din care sunt stabilite unitățile de pH cunoscute (0 până la 14).
Prin urmare, un acid puternic HA își va dona complet H + în apă într-o reacție de tipul:
HA + H 2 O => A - + H 3 O +
Unde A - este baza conjugată de HA. Prin urmare, H 3 O + prezentă în sticlă cu soluție acidă vine de aici .
Între timp, o bază slabă B va deprotona apa pentru a-și câștiga H + :
B + H 2 O <=> HB + OH -
Unde HB este acidul conjugat al B. Acesta este cazul amoniacului, NH 3 :
NH 3 + H 2 O <=> NH 4 + + OH -
O bază foarte puternică poate dona direct ioni OH - fără a fi necesară reacția cu apa; la fel ca NaOH.
Lewis
În cele din urmă, acizii Lewis sunt cei care câștigă sau acceptă electronii, iar bazele Lewis sunt cele care donează sau pierd electroni.
De exemplu, baza Bronsted-Lowry NH 3 este de asemenea o bază Lewis, deoarece atomul de azot acceptă un H + donându-i perechea de electroni liberi (H 3 N: H + ). De aceea, cele trei definiții nu sunt de acord între ele, ci se împletesc și contribuie la studierea acidității și a bazicității într-un spectru mai larg de compuși chimici.
Exemple de acizi
După clarificarea definițiilor, o serie de acizi cu formulele și denumirile respective vor fi menționate mai jos:
-HF: acid fluorhidric
-HBr: acid clorhidric
-HI: acid hidroiodic
-H 2 S: hidrogen sulfurat
-H 2 Se: Acid selenhydric
-H 2 Te: acid telurhidric
Este vorba despre acizi binari, numiți și hidracide, cărora le aparține acidul clorhidric menționat anterior, HCl.
-HNO 3 : acid azotic
-HNO 2 : acid azotat
-HNO: acid iponitru
-H 2 CO 3 : Acid carbonic
-H 2 CO 2 : acid carbonic, care este de fapt mai cunoscut sub numele de acid formic, HCOOH, cel mai simplu acid organic dintre toate
-H 3 PO 4 : acid fosforic
-H 3 PO 3 sau H 2 : acid fosforos, cu o legătură HP
-H 3 PO 2 sau H: acid hipofosforos, cu două legături HP
-H 2 SO 4 : acid sulfuric
-H 2 SO 3 : acid sulfuros
-H 2 S 2 O 7 : Acid disulfuric
-HIO 4 : acid periodic
-HIO 3 : acid iodic
-HIO 2 : acid iodat
-HIO: acid hipoiodin
-H 2 CrO 4 : acid cromic
-HMnO 4 : acid manganic
-CH 3 COOH: acid acetic (oțet)
CH 3 SO 3 H: acid metansulfonic
Toți acești acizi, cu excepția formicului și a ultimilor doi, sunt cunoscuți ca oxiaci sau acizi ternari.
Alții:
-AlCl 3 : clorură de aluminiu
-FeCl 3 : clorură ferică
-BF 3 : trifluorură de bor
-Cationii mei dizolvați în apă
-Carbocations
-H (CHB 11 Cl 11 ): carborană superacidă
- FSO 3 H: acid fluorosulfonic
- HSbF 6 : acid fluoroantimonic
- FSO 3 H SbF 5 : acid magic
Ultimele patru exemple constituie super-acizi terifianti; compuși capabili să dezintegreze aproape orice material doar prin atingerea acestuia. AlCl 3 este un exemplu de acid Lewis, deoarece centrul metalic al aluminiului este capabil să accepte electroni datorită deficienței sale electronice (nu-și completează octetul de valență).
Exemple de baze
Printre bazele anorganice avem hidroxizi metalici, cum ar fi hidroxidul de sodiu și unele hidride moleculare, cum ar fi amoniacul menționat deja. Iată alte exemple de baze:
-KOH: hidroxid de potasiu
-LiOH: hidroxid de litiu
-RbOH: hidroxid de rubidiu
-CsOH: hidroxid de cesiu
-FrOH: hidroxid de franciu
-Be (OH) 2 : hidroxid de beriliu
-Mg (OH) 2 : hidroxid de magneziu
-Ca (OH) 2 : hidroxid de calciu
-Sr (OH) 2 : hidroxid de stronțiu
-Ba (OH) 2 : hidroxid de bariu
-Ra (OH) 2 : hidroxid de radio
-Fe (OH) 2 : hidroxid feros
-Fe (OH) 3 : hidroxid feric
-Al (OH) 3 : hidroxid de aluminiu
-Pb (OH) 4 : hidroxid de plumb
-Zn (OH) 2 : hidroxid de zinc
-Cd (OH) 2 : hidroxid de cadmiu
-Cu (OH) 2 : hidroxid cupric
-Ti (OH) 4 : hidroxid de titan
-PH 3 : fosfină
-AsH 3 : arsină
-NaNH 2 : amida de sodiu
- C 5 H 5 N: piridină
- (CH 3 ) N: trimetilamina
- C 6 H 5 NH 2 : fenilamina sau anilină
-NaH: hidrură de sodiu
-KH: hidrură de potasiu
-Carbaniones
-Li 3 N: nitrură de litiu
-Alkoxides
- 2 NLi: diizopropilamidă de litiu
-Dionnilbenzen anion: C 6 H 4 C 4 2- (cea mai puternică bază cunoscută până acum)
Referințe
- Whitten, Davis, Peck și Stanley. (2008). Chimie (Ediția a VIII-a). CENGAGE Învățare.
- Shiver & Atkins. (2008). Chimie anorganică. (A patra editie). Mc Graw Hill.
- Naomi Hennah. (10 octombrie 2018). Cum să înveți acizii, bazele și sărurile. Recuperat de la: edu.rsc.org
- Helmenstine, Anne Marie, doctorat. (31 august 2019). Formule de acizi și baze comune. Recuperat de la: thinkco.com
- David Wood. (2019). Compararea acizilor și bazelor comune. Studiu. Recuperat din: studiu.com
- Ross Pomeroy. (2013, 23 august). Acizii cei mai tari din lume: ca focul și gheața. Recuperat de la: realclearscience.com
- Wikipedia. (2019). Dietian dietilbenzenul. Recuperat de la: en.wikipedia.org