inleidende Scheikunde-1e Canadese editie

in hoofdstuk 3 “atomen, moleculen en ionen”, paragraaf 3.5 “zuren”, definieerden we een zuur als een ionische verbinding die H+ als het kation bevat. Dit is enigszins onjuist, maar totdat aanvullende concepten werden ontwikkeld, moest een betere definitie wachten. Nu kunnen we een zuur herdefiniëren: een zuur is een verbinding die de hoeveelheid waterstofion (h+) in een waterige oplossing verhoogt. Het chemische tegenovergestelde van een zuur is een base. De equivalente definitie van een base is dat een base een verbinding is die de hoeveelheid hydroxide− ion (OH -) in een waterige oplossing verhoogt. Deze oorspronkelijke definities werden voorgesteld door Arrhenius (dezelfde persoon die ion dissociatie voorstelde) in 1884, dus worden ze aangeduid als de Arrhenius definitie van respectievelijk een zuur en een base.

u kunt herkennen dat, gebaseerd op de beschrijving van een waterstofatoom, een H+ ion een waterstofatoom is dat zijn eenzame elektron heeft verloren; dat wil zeggen, H+ is gewoon een proton. Hebben we echt kale protonen die bewegen in waterige oplossing? Geen. Wat waarschijnlijker is, is dat het H+ ion zich aan één (of meer) watermolecuul(en) heeft gehecht. Om dit chemisch weer te geven, definiëren we het hydronium-ion H3O+(aq), een watermolecuul met een extra waterstof-ion eraan. als H3O+, die een extra proton vertegenwoordigt in bijlage aan een watermolecuul. We gebruiken het hydroniumion als de meer logische manier waarop een waterstofion in een waterige oplossing verschijnt, hoewel in veel chemische reacties H+ en H3O+ gelijkwaardig worden behandeld.

de reactie van een zuur en een base wordt een neutralisatiereactie genoemd. Hoewel zuren en basen hun eigen unieke chemie hebben, annuleren het zuur en de base elkaars chemie om een vrij onschadelijke substantie te produceren—water. In feite is de algemene reactie tussen een zuur en een base

acid + base → water + zout

waar de term zout in het algemeen wordt gebruikt om een ionische verbinding (oplosbaar of onoplosbaar) te definiëren die wordt gevormd uit een reactie tussen een zuur en een base. (In de chemie verwijst het woord zout naar meer dan alleen tafelzout.) Bijvoorbeeld, de gebalanceerde chemische vergelijking voor de reactie tussen HCl(aq) en KOH(AQ) is

HCl(aq) + KOH(AQ) → H2o(J) + KCl(aq)

waarbij het zout KCL is. Door het aantal atomen van elk element te tellen, zien we dat slechts één watermolecuul als product wordt gevormd. In de reactie tussen HCl (aq)en Mg(OH) 2(aq) zijn echter extra moleculen van HCl en H2O nodig om de chemische vergelijking te balanceren:

2 HCl(aq) + Mg(OH) 2(aq) → 2 H2o(J) + MgCl2(aq)

Hier is het zout MgCl2. (Dit is een van de verschillende reacties die plaatsvinden wanneer een type antacidum-een base-wordt gebruikt om maagzuur te behandelen.)

Neutralisatiereacties zijn één type chemische reactie die doorgaat, zelfs als één reactant zich niet in de waterfase bevindt. Bijvoorbeeld, de chemische reactie tussen HCl(aq) en Fe(OH)3(s) verloopt nog steeds volgens de vergelijking

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

ook al is Fe(OH)3 niet oplosbaar. Wanneer men zich realiseert dat Fe(OH)3 (s) een component van roest is, verklaart dit waarom sommige reinigingsoplossingen voor roestvlekken zuren bevatten—de neutralisatiereactie produceert producten die oplosbaar zijn en wegwassen. (Wassen met zuren zoals HCl is een manier om roest en roestvlekken te verwijderen, maar HCl moet met voorzichtigheid worden gebruikt!)

volledige en netto ionische reacties voor neutralisatiereacties zullen afhangen van de oplosbaarheid van de reactanten en produkten, zelfs als het zuur en de base reageren. Bijvoorbeeld, in de reactie van HCl(aq) en NaOH(aq),

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

de volledige ionische reactie is

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

Na+(aq) en Cl−(aq) ionen zijn toeschouwer ionen, dus we kunnen verwijder ze hebben

H+(aq) + OH−(aq) → H2O(ℓ)

als de netto-ionogene vergelijking. Als we dit wilden schrijven in termen van het hydronium ion, H3O+(aq), zouden we het schrijven als

H3O+(aq) + OH−(AQ) → 2H2O(J)

met uitzondering van de introductie van een extra watermolecuul, zijn deze twee net Ionische vergelijkingen equivalent.

echter, voor de reactie tussen HCl(aq) en Cr(OH)2(s), omdat chroom(II) hydroxide onoplosbaar is, kunnen we het niet scheiden in ionen voor de volledige ionvergelijking:

2 H+(aq) + 2 Cl−(aq) + Cr (OH) 2(s) → 2 H2o (J) + Cr2+(AQ) + 2 Cl – (aq)

de chloride-ionen zijn hier de enige toeschouwer-ionen, dus de net ionische vergelijking is

2 H+(aq) + Cr(OH)2(s) → 2 H2o(J) + Cr2+(AQ)