Úvodní Chemie – 1. Kanadské Vydání

V Kapitole 3 „Atomy, Molekuly a Ionty“, Oddíl 3.5 „Kyseliny“, jsme definovali kyselý jako iontová sloučenina, která obsahuje H+ jako kation. To je mírně nesprávné, ale dokud nebyly vyvinuty další koncepty, bylo třeba počkat na lepší definici. Nyní můžeme předefinovat kyselinu: kyselina je jakákoli sloučenina, která zvyšuje množství vodíkových iontů (H+) ve vodném roztoku. Chemickým opakem kyseliny je báze. Ekvivalentní definice báze je, že základ je sloučenina, která zvyšuje množství hydroxidových iontů (OH−) ve vodném roztoku. Tyto původní definice navrhl Arrhenius (stejná osoba, která navrhla disociaci iontů) v roce 1884, takže jsou označovány jako Arrheniova definice kyseliny a báze.

můžete poznat, že na základě popisu atomu vodíku, H+ iont je atom vodíku, který ztratil svůj osamělý elektron; to znamená, že H+ je prostě proton. Opravdu se ve vodném roztoku pohybují holé protony? Č. Pravděpodobnější je, že H + ion se připojil k jedné(nebo více) molekule vody (molekulám). Abychom to chemicky reprezentovali, definujeme hydroniový iont H3O+(aq), molekulu vody s připojeným extra vodíkovým iontem. jako H3O+, což představuje další proton připojený k molekule vody. Používáme ion vodíku jako logičtější způsob, jak vodíkových iontů objeví ve vodném roztoku, i když v mnoha chemických reakcí H+ a H3O+ zacházeno ekvivalentně.

reakce kyseliny a báze se nazývá neutralizační reakce. Ačkoli kyseliny a zásady mají své vlastní jedinečné chemikálie, kyselina a báze navzájem ruší chemii a produkují spíše neškodnou látku-vodu. Ve skutečnosti, obecné reakce mezi kyselinou a základny je

kyselina + base → voda + sůl

kde termín sůl se obvykle používá k definování žádné iontové sloučeniny (rozpustné nebo nerozpustné), který je tvořen z reakce mezi kyselinou a bází. (V chemii slovo sůl označuje více než jen stolní sůl.) Například vyvážená chemická rovnice pro reakci mezi HCl (aq) a KOH(AQ) je

HCl(AQ) + KOH(aq) → H2O(ℓ) + KCl(aq)

kde sůl je KCL. Počítáním počtu atomů každého prvku zjistíme, že jako produkt je vytvořena pouze jedna molekula vody. Nicméně, v reakce mezi HCl(aq) Mg(OH)2(aq), další molekuly HCl a H2O jsou nutné k vyvážení chemické rovnice:

2 HCl(aq) + Mg(OH)2(aq) → 2 H2O(ℓ) + MgCl2(aq)

Tady, sůl MgCl2. (Jedná se o jednu z několika reakcí, ke kterým dochází, když se k léčbě žaludeční kyseliny používá typ antacida—báze.)

Neutralizační reakce jsou jeden typ chemické reakce, která probíhá, i když jeden reaktant není ve vodné fázi. Například, chemická reakce mezi HCl(aq) a Fe(OH)3(s) stále probíhá podle rovnice

3 HCl(aq) + Fe(OH)3(s) → 3 H2O(ℓ) + FeCl3(aq)

i když Fe(OH)3 rozpustný. Když si člověk uvědomí, že Fe(OH)3(s) je součást rez, to vysvětluje, proč některé čistící prostředky na rez skvrny obsahují kyseliny—neutralizace reakce produkuje výrobky, které jsou rozpustné a smýt. (Mytí kyselinami, jako je HCl, je jedním ze způsobů, jak odstranit rez a rezavé skvrny, ale HCl musí být používán s opatrností!)

úplné a čisté iontové reakce pro neutralizační reakce budou záviset na tom, zda jsou reaktanty a produkty rozpustné, i když kyselina a báze reagují. Například, v reakci HCl(aq) a NaOH(aq),

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

kompletní iontové reakce je,

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

Na+(aq) a Cl−(aq) ionty jsou diváka ionty, takže můžeme odstranit je,

H+(aq) + OH−(aq) → H2O(ℓ)

jako čisté iontové rovnice. Pokud bychom to chtěli napsat to z hlediska vodíku ion H3O+(aq), můžeme zapsat jako

H3O+(aq) + OH−(aq) → 2H2O(ℓ)

S výjimkou zavedení další molekuly vody, tyto dva čisté iontové rovnice jsou ekvivalentní.

Nicméně, pro reakce mezi HCl(aq) a Cr(OH)2(s), protože chrom(II) sodný je nerozpustný, nemůžeme ji oddělit do iontů pro kompletní iontové rovnice:

2 H+(aq) + 2 Cl−(aq) + Cr(OH)2(s) → 2 H2O(ℓ) + Cr2+(aq) + 2 Cl−(aq)

chloridové ionty jsou pouze divák ionty tady, takže čistý iontové rovnice je

2 H+(aq) + Cr(OH)2(s) → 2 H2O(ℓ) + Cr2+(aq)