Innledende Kjemi-1. Kanadiske Utgave

I Kapittel 3 «Atomer, Molekyler Og Ioner», Seksjon 3.5 «Syrer», definerte vi en syre som en ionisk forbindelse som inneholder H + som kation. Dette er litt feil, men inntil flere konsepter ble utviklet, måtte en bedre definisjon vente. Nå kan vi omdefinere en syre: en syre er en forbindelse som øker mengden hydrogenion (H+) i en vandig løsning. Det kjemiske motsatt av en syre er en base. Den ekvivalente definisjonen av en base er at en base er en forbindelse som øker mengden hydroksidion (OH – − i en vandig løsning. Disse opprinnelige definisjonene ble foreslått Av Arrhenius (den samme personen som foreslo ion-dissosiasjon) i 1884, så De refereres til Som Arrhenius-definisjonen av henholdsvis en syre og en base.Du kan gjenkjenne at, basert på beskrivelsen av et hydrogenatom, er Et h+ – ion et hydrogenatom som har mistet sin ensomme elektron; Det vil si At H + bare er et proton. Har vi virkelig bare protoner som beveger seg i vandig løsning? Ingen. Det som er mer sannsynlig er At h + ion har festet seg til ett (eller flere) vannmolekyl (er). For å representere dette kjemisk definerer vi hydroniumionet H3O+(aq), et vannmolekyl med et ekstra hydrogenion festet til det. som H3O+, som representerer en ekstra proton festet til et vannmolekyl. Vi bruker hydroniumion som den mer logiske måten et hydrogenion vises i en vandig løsning, selv Om Det i mange kjemiske reaksjoner H+ og H3O+ behandles tilsvarende.

reaksjonen av en syre og en base kalles en nøytraliseringsreaksjon. Selv om syrer og baser har sine egne unike kjemikalier, avbryter syre og base hverandres kjemi for å produsere en ganske uskadelig substans-vann. Faktisk er den generelle reaksjonen mellom en syre og en base

syre + base → vann + salt

hvor begrepet salt vanligvis brukes til å definere en hvilken som helst ionisk forbindelse (løselig eller uoppløselig) som dannes av en reaksjon mellom en syre og en base. (I kjemi refererer ordet salt til mer enn bare bordsalt.) For eksempel er den balanserte kjemiske ligningen for reaksjonen mellom HCl(aq) og KOH(AQ)

HCl(aq) + KOH(aq) → H2O (ℓ) + KCl (aq)

hvor saltet er KCl. Ved å telle antall atomer av hvert element finner vi at bare ett vannmolekyl dannes som et produkt. I reaksjonen Mellom HCl (aq) og Mg(OH)2(AQ) er det imidlertid nødvendig med Ytterligere molekyler HCl og H2O for å balansere kjemisk ligning:

2 HCl(aq) + MG (OH) 2 (aq) → 2 h2o (ℓ) + mgcl2 (aq)

her er saltet MgCl2. (Dette er en av flere reaksjoner som finner sted når en type antacida-en base-brukes til å behandle magesyre.)

Nøytraliseringsreaksjoner Er en type kjemisk reaksjon som fortsetter selv om en reaktant ikke er i den vandige fasen. For eksempel fortsetter den kjemiske reaksjonen mellom HCl(aq) og Fe(OH)3(s) fortsatt i henhold til ligningen

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

Selv Om Fe(OH)3 ikke er løselig. Når Man innser At Fe(OH)3 (s) er en komponent av rust, forklarer dette hvorfor noen rengjøringsløsninger for rustflekker inneholder syrer—nøytraliseringsreaksjonen produserer produkter som er løselige og vasker bort. (Vasking med syrer Som HCl er en måte å fjerne rust og rustflekker, Men HCl må brukes med forsiktighet!)

Komplette og netto ioniske reaksjoner for nøytraliseringsreaksjoner vil avhenge av om reaktantene og produktene er oppløselige, selv om syre og base reagerer. For eksempel, i reaksjon av HCl(aq) og NaOH(aq),

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

hele ioniske reaksjon er

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

Det Na+(aq) og Cl−(aq) ioner er tilskuer ioner, slik at vi kan fjerne dem å ha

H+(aq) + OH−(aq) → H2O(står)

som netto ioniske ligningen. Hvis vi ønsket å skrive dette i form av hydroniumionet, H3O+(aq), ville vi skrive det som

H3O+(aq) + OH – (aq) → 2h2o (ℓ)

Med unntak av innføring av et ekstra vannmolekyl, er disse to netto ioniske ligningene ekvivalente.For reaksjonen Mellom HCl(aq) og CR(OH)2(s), fordi krom(II) hydroksyd er uoppløselig, kan vi imidlertid ikke skille det i ioner for den komplette ioniske ligningen:

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

kloridioner er de eneste tilskuerionene her, så netto ionisk ligning er

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