inledande Kemi – 1: A kanadensiska upplagan

i kapitel 3 ”atomer, molekyler och joner”, avsnitt 3.5 ”syror”, definierade vi en syra som en jonisk förening som innehåller H+ som katjonen. Detta är något felaktigt, men tills ytterligare begrepp utvecklades behövde en bättre definition vänta. Nu kan vi omdefiniera en syra: en syra är vilken förening som helst som ökar mängden vätejon (H+) i en vattenlösning. Den kemiska motsatsen till en syra är en bas. Den ekvivalenta definitionen av en bas är att en bas är en förening som ökar mängden hydroxidjon (OH−) i en vattenlösning. Dessa ursprungliga definitioner föreslogs av Arrhenius (samma person som föreslog jondissociation) 1884, så de kallas Arrhenius definition av en syra respektive en bas.

Du kanske känner igen att, baserat på beskrivningen av en väteatom, är en H+ – Jon en väteatom som har förlorat sin ensamma elektron; det vill säga H+ är helt enkelt en proton. Har vi verkligen bara protoner som rör sig i vattenlösning? Nej. Vad som är mer troligt är att h+ – Jonen har fäst sig vid en (eller flera) vattenmolekyl(er). För att representera detta kemiskt definierar vi hydroniumjonen H3O+(aq), en vattenmolekyl med en extra vätejon fäst vid den. som H3O+, som representerar en ytterligare proton fäst vid en vattenmolekyl. Vi använder hydroniumjonen som det mer logiska sättet en vätejon uppträder i en vattenlösning, även om H+ och H3O+ i många kemiska reaktioner behandlas likvärdigt.

reaktionen av en syra och en bas kallas en neutraliseringsreaktion. Även om syror och baser har sina egna unika kemikalier, avbryter syran och basen varandras kemi för att producera en ganska ofarlig substans—vatten. Faktum är att den allmänna reaktionen mellan en syra och en bas är

syra + basjaci vatten + salt

där termen salt vanligtvis används för att definiera vilken jonisk förening som helst (löslig eller olöslig) som bildas av en reaktion mellan en syra och en bas. (I kemi hänvisar ordet salt till mer än bara bordsalt.) Till exempel är den balanserade kemiska ekvationen för reaktionen mellan HCl(aq) och KOH(AQ)

HCl(aq) + KOH(aq) bisexuell H2o(kub) + KCl(aq)

där saltet är KCl. Genom att räkna antalet atomer av varje element finner vi att endast en vattenmolekyl bildas som en produkt. I reaktionen mellan HCl (aq)och Mg(OH) 2(aq) krävs emellertid ytterligare molekyler av HCl och H2O för att balansera den kemiska ekvationen:

2 HCl(aq) + Mg(OH) 2(aq) kubi 2 H2O(kub) + MgCl2(aq)

här är saltet MgCl2. (Detta är en av flera reaktioner som äger rum när en typ av antacida—en bas—används för att behandla magsyra.)

neutraliseringsreaktioner är en typ av kemisk reaktion som fortsätter även om en reaktant inte befinner sig i vattenfasen. Till exempel fortsätter den kemiska reaktionen mellan HCl(aq) och Fe(OH)3(s) fortfarande enligt ekvationen

3 HCl(aq) + Fe(OH)3(s) jacob3 H2O(kub) + FeCl3(aq)

även om Fe(OH)3 inte är lösligt. När man inser att Fe(OH)3 (s) är en komponent i rost, förklarar detta varför vissa rengöringslösningar för rostfläckar innehåller syror—neutraliseringsreaktionen producerar produkter som är lösliga och tvättar bort. (Tvättning med syror som HCl är ett sätt att ta bort rost och rostfläckar, men HCl måste användas med försiktighet!)

Kompletta och nettojoniska reaktioner för neutraliseringsreaktioner beror på om reaktanterna och produkterna är lösliga, även om syran och basen reagerar. Till exempel, i reaktion HCl(aq) och NaOH(aq),

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

den kompletta joniska reaktion är

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

Na+(aq) och Cl−(aq) joner är åskådare joner, så att vi kan ta bort dem för att få

H+(aq) + OH−(aq) → H2O(ℓ)

som netto joniska ekvation. Om vi ville skriva detta i termer av hydroniumjonen, H3O+(aq), skulle vi skriva det som

H3O+(aq) + OH−(aq) 2H2O(kub)

med undantag för införandet av en extra vattenmolekyl är dessa två nettojoniska ekvationer ekvivalenta.för reaktionen mellan HCl(aq) och Cr(OH)2(s), eftersom krom (II) hydroxid är olöslig, kan vi emellertid inte separera den i joner för den fullständiga Joniska ekvationen:

2 H + (aq) + 2 Cl−(aq) + Cr(OH)2(s) 2 H2o(CRT) + Cr2+(aq) + 2 cl−(aq)

kloridjonerna är de enda åskådarjonerna här, så nettojoniska ekvationen är

2 H + (aq) + Cr (OH)2 (s) 2 H2o (CRT) + Cr2+(aq)