Chimie introductivă – Ediția 1 Canadiană

În capitolul 3 „atomi, molecule și ioni”, secțiunea 3.5 „acizi”, am definit un acid ca un compus ionic care conține H+ ca cation. Acest lucru este ușor incorect, dar până când s-au dezvoltat concepte suplimentare, a trebuit să aștepte o definiție mai bună. Acum putem redefini un acid: un acid este orice compus care crește cantitatea de Ion de hidrogen (H+) într-o soluție apoasă. Opusul chimic al unui acid este o bază. Definiția echivalentă a unei baze este că o bază este un compus care crește cantitatea de Ion hidroxid (OH−) într-o soluție apoasă. Aceste definiții originale au fost propuse de Arrhenius (aceeași persoană care a propus disocierea ionilor) în 1884, deci sunt denumite definiția Arrhenius a unui acid și, respectiv, a unei baze.

puteți recunoaște că, pe baza descrierii unui atom de hidrogen, un ion H+ este un atom de hidrogen care și-a pierdut electronul singuratic; adică H+ este pur și simplu un proton. Avem într-adevăr protoni goi care se mișcă în soluție apoasă? Nu. Ceea ce este mai probabil este că ionul H+ S-a atașat de una (sau mai multe) molecule de apă. Pentru a reprezenta acest lucru chimic, definim ionul hidroniu H3O+(aq), o moleculă de apă cu un ion suplimentar de hidrogen atașat la acesta. ca H3O+, care reprezintă un proton suplimentar atașat la o moleculă de apă. Folosim ionul hidroniu ca mod mai logic un ion de hidrogen apare într-o soluție apoasă, deși în multe reacții chimice H+ și H3O+ sunt tratate echivalent.

reacția unui acid și a unei baze se numește reacție de neutralizare. Deși acizii și bazele au propriile lor chimii unice, acidul și baza își anulează reciproc chimia pentru a produce o substanță destul de inofensivă—apa. De fapt, reacția generală dintre un acid și o bază este

acid + bază apă + sare

unde termenul de sare este utilizat în general pentru a defini orice compus ionic (solubil sau insolubil) care este format dintr-o reacție între un acid și o bază. (În chimie, cuvântul sare se referă la mai mult decât sare de masă.) De exemplu, ecuația chimică echilibrată pentru reacția dintre HCl(aq) și KOH(AQ) este

HCl(aq) + KOH(aq), H2O(XV) + KCL(AQ), unde sarea este KCl. Prin numărarea numărului de atomi ai fiecărui element, constatăm că doar o moleculă de apă este formată ca produs. Cu toate acestea, în reacția dintre HCl(aq) și Mg(OH)2(aq), sunt necesare molecule suplimentare de HCl și H2O pentru a echilibra ecuația chimică:

2 HCl(aq) + Mg(OH)2(aq) 2(AQ) 2(AQ) 2 (H2O) + MgCl2 (AQ)

aici, sarea este MgCl2. (Aceasta este una dintre mai multe reacții care au loc atunci când un tip de antiacid—o bază—este utilizat pentru a trata acidul stomacal.)

reacțiile de neutralizare sunt un tip de reacție chimică care se desfășoară chiar dacă un reactant nu se află în faza apoasă. De exemplu, reacția chimică dintre HCl(AQ) și Fe(OH)3(S) continuă în conformitate cu ecuația

3 HCl(aq) + Fe(OH)3(S), în conformitate cu ecuația

, chiar dacă Fe(OH) 3 nu este solubil. Când cineva își dă seama că Fe(OH)3(s) este o componentă a ruginii, acest lucru explică de ce unele soluții de curățare pentru petele de rugină conțin acizi—reacția de neutralizare produce produse solubile și spălate. (Spălarea cu acizi precum HCl este o modalitate de a îndepărta rugina și petele de rugină, dar HCl trebuie utilizat cu precauție!)

reacțiile ionice Complete și nete pentru reacțiile de neutralizare vor depinde de faptul dacă reactanții și produsele sunt solubile, chiar dacă acidul și baza reacționează. De exemplu, în reacția dintre HCl(aq) și NaOH(aq),

HCl(aq) + NaOH(aq) → H2O(ℓ) + NaCl(aq)

complet reacție de ionizare este

H+(aq) + Cl−(aq) + Na+(aq) + OH−(aq) → H2O(ℓ) + Na+(aq) + Cl−(aq)

Na+(aq) și Cl−(aq) ionii sunt spectator ioni, astfel încât să putem elimina-le pentru a avea

H+(aq) + OH−(aq) → H2O(ℓ)

ca pe net ecuație ionic. Dacă am fi vrut să scriem acest lucru în termeni de Ion hidroniu, H3O+(aq), l−am scrie ca

H3O+(aq) + OH – (aq) 2H2O(XV)

cu excepția introducerii unei molecule de apă suplimentare, aceste două ecuații ionice nete sunt echivalente.

cu toate acestea, pentru reacția dintre HCl (aq) și Cr (OH)2 (s) , deoarece hidroxidul de crom(II) este insolubil, nu îl putem separa în ioni pentru ecuația Ionică completă:

2 H+(aq) + 2 Cl−(aq) + Cr(OH)2(s) 2(s) 2(S) 2(AQ) + 2+(AQ) + 2 Cl−(AQ)

ionii de clor sunt singurii ioni spectatori aici, deci ecuația Ionică netă este

2 H+(aq) + Cr(OH) 2(s) 2 (s) 2 (S) 2 (s)