Introduktionskemi-1.canadiske udgave

i kapitel 3 “atomer, molekyler og ioner”, afsnit 3.5 “syrer”, definerede vi en syre som en ionforbindelse, der indeholder H+ som kationen. Dette er lidt forkert, men indtil yderligere koncepter blev udviklet, var en bedre definition nødvendig for at vente. Nu kan vi omdefinere en syre: en syre er enhver forbindelse, der øger mængden af hydrogenion (H+) i en vandig opløsning. Det kemiske modsatte af en syre er en base. Den tilsvarende definition af en base er, at en base er en forbindelse, der øger mængden af HYDROKSIDION (OH−) i en vandig opløsning. Disse originale definitioner blev foreslået af Arrhenius (den samme person, der foreslog iondissociation) i 1884, så de kaldes Arrhenius-definitionen af henholdsvis en syre og en base.

Du kan genkende, at baseret på beskrivelsen af et hydrogenatom er en H+ ion et hydrogenatom, der har mistet sin ensomme elektron; det vil sige, H+ er simpelthen en proton. Har vi virkelig bare protoner, der bevæger sig rundt i vandig opløsning? Ingen. Hvad der er mere sandsynligt er, at H+ ion har bundet sig til et (eller flere) vandmolekyler. For at repræsentere dette kemisk definerer vi hydroniumion H3O+(AK), et vandmolekyle med en ekstra hydrogenion bundet til det. som H3O+, som repræsenterer en yderligere proton bundet til et vandmolekyle. Vi bruger hydronionionen som den mere logiske måde, hvorpå en hydrogenion vises i en vandig opløsning, skønt h+ og H3O+ i mange kemiske reaktioner behandles ækvivalent.

reaktionen af en syre og en base kaldes en neutraliseringsreaktion. Selvom syrer og baser har deres egne unikke kemikalier, annullerer syren og basen hinandens kemi for at producere et ret uskadeligt stof—vand. Faktisk er den generelle reaktion mellem en syre og en base

syre + base-vand + salt

hvor udtrykket salt generelt bruges til at definere enhver ionforbindelse (opløselig eller uopløselig), der dannes ud fra en reaktion mellem en syre og en base. (I kemi henviser ordet salt til mere end bare bordsalt. For eksempel er den afbalancerede kemiske ligning for reaktionen mellem HCI(AKV) og KOH(AKV)

HCI(AKV) + KOH(AKV) H2O(karv) + KCl(AKV)

hvor saltet er KCl. Ved at tælle antallet af atomer i hvert element finder vi, at kun et vandmolekyle dannes som et produkt. I reaktionen mellem HCI(AK) og Mg(OH)2(Ak) kræves der imidlertid yderligere molekyler af HCI og H2O for at afbalancere den kemiske ligning:

2 HCI(AK) + mg(OH)2(Ak) kar 2 H2O(kar) + MgCl2(AK)

Her er saltet MgCl2. (Dette er en af flere reaktioner, der finder sted, når en type antacida—en base—bruges til behandling af mavesyre.)

neutraliseringsreaktioner er en type kemisk reaktion, der fortsætter, selvom en reaktant ikke er i den vandige fase. For eksempel fortsætter den kemiske reaktion mellem HCI(AKV) og Fe(OH)3(s) stadig i henhold til ligningen

3 HCI(AKV) + Fe(OH)3(s) karv 3 H2O(karv) + FeCl3(AKV)

selvom Fe(OH)3 ikke er opløselig. Når man indser, at Fe(OH)3 (s) er en komponent i rust, forklarer dette, hvorfor nogle rengøringsløsninger til rustpletter indeholder syrer—neutraliseringsreaktionen producerer produkter, der er opløselige og vaskes væk. (Vask med syrer som HCl er en måde at fjerne rust og rustpletter på, men HCl skal bruges med forsigtighed!)

Komplette og netto Ioniske reaktioner for neutraliseringsreaktioner afhænger af, om reaktanterne og produkterne er opløselige, selvom syren og basen reagerer. For eksempel, i reaktion af HCl(aq) og NaOH(aq),

HCl(aq) + NaOH(aq) → H2O(g ar) + NaCl(aq)

den komplette ioniske reaktion

H+(aq) + Cl−(aq) + Na+(aq) + OH−(aq) → H2O(g ar) + Na+(aq) + Cl−(aq)

Na+(aq) og Cl−(aq) ioner er tilskuer ioner, så vi kan fjerne dem for at have

H+(aq) + OH−(aq) → H2O(g ar)

som netto ioniske ligning. Hvis vi ønskede at skrive dette i form af hydronionionen, H3O+(AK), ville vi skrive det som

H3O+(AK) + OH−(AK) lus 2H2O(lussum)

med undtagelse af indførelsen af et ekstra vandmolekyle er disse to netto ioniske ligninger ækvivalente.

for reaktionen mellem HCI(AK) og CR(OH)2(s), fordi chrom (II) hydroksid er uopløseligt, kan vi ikke adskille det i ioner for den komplette Ioniske ligning:

2 H+(AK) + 2 Cl−(AK) + CR(OH)2(s) lir 2 H2O(lir) + Cr2+(AK) + 2 Cl−(AK)

chloridionerne er de eneste tilskuerioner her, så netto ionligningen er

2 H + (AK) + Cr (OH)2 (s) lir 2 H2O (lir) + Cr2 + (AK)