7.2.1: Arrheniovy Kyseliny a zásady

V Arrhenius model, kyselina je definována jako sloučenina, která se odloučí, když se rozpustí ve vodě vyrábět proton (H+) a záporně nabitých iontů (aniontů). Ve skutečnosti se nahé protony (H+) netoulají v roztoku. Vždy se spojují s alespoň jednou a pravděpodobněji více molekulami vody.,127 Obecně platí, že chemici používají těsnopis pro tuto situaci, a to buď s odkazem na H+ ve vodném roztoku jako ion vodíku (označován jako H3O+), nebo dokonce více jednoduše jako H+, ale nezapomeňte, že to je krátký-ruka., Příklad Arrheniovy kyseliny reakce je:

HCl(g) + H2O ⇄ H3O+ (aq) + Cl– (aq)

nebo, více jednoduše (a pravdivější původní teorie):

HCl(g) ⇄ H+ (aq) + Cl– (aq) nebo HCl(aq)

Ale tohle je fakt docela divný způsob, jak prezentovat skutečnou situaci, protože HCl molekuly není interakci s jedinou molekulu vody, ale spíše spolupracuje s voda jako rozpouštědlo. Když je plyn chlorovodík (HCl) rozpuštěn ve vodě, disociuje se na H+(aq) a Cl–(aq) téměř úplně., Pro všechny záměry a účely nejsou v roztoku žádné molekuly HCl. Vodný roztok HCl je známý jako kyselina chlorovodíková, která jej odlišuje od plynu, chlorovodíku. Tato úplná disociace je charakteristikou silných kyselin, ale ne všechny kyseliny jsou silné!

báze podle arrhenia je definována jako sloučenina, která generuje sodný (–OH) ionty při rozpuštění ve vodě., Nejčastější příklady Arrhenius základny jsou Skupina I (alkalických kovů) hydroxidů, např. hydroxidu sodného:

NaOH(s) + H2O ⇄ Na+(aq) + OH(aq) nebo NaOH(aq)

Znovu, toto je reakce systém, který zahrnuje jak NaOH a kapalné vody. Proces formování roztoku hydroxidu sodného je stejně jako ten se podílí na interakci mezi chlorid sodný (NaCl) a vody: ionty (Na+ a –OH) samostatné a jsou solvated (uprostřed) na molekuly vody.,

jak brzy uvidíme, některé kyseliny (a báze) se zcela ionizují; některé molekuly kyseliny zůstávají neporušené, když se rozpustí ve vodě. Když k tomu dojde, použijeme dvojité šipky ⇌ k označení, že reakce je reverzibilní a reakční látky i produkty jsou přítomny ve stejné reakční směsi. Budeme mít mnohem více co říci o délce a směru reakce v další kapitole. Prozatím stačí pochopit, že acidobazické reakce (ve skutečnosti všechny reakce) jsou reverzibilní na molekulární úrovni., V případě jednoduchých arrheniových kyselin a Zásad však můžeme předpokládat, že reakce probíhá téměř výhradně vpravo.

při smíchání rozpuštěné (vodné) kyseliny a rozpuštěné (vodné) báze dochází k acidobazické reakci Arrhenius. Produkt takové reakce se obvykle říká, že je sůl plus voda a reakce se často nazývá neutralizační reakce: kyselina neutralizuje základnu a naopak., Rovnice lze zapsat takto:

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

Když reakce je napsáno v tomto molekulární formě je velmi obtížné, aby viděli, co se vlastně děje., Pokud přepíšeme rovnici ukázat všechny druhy,, a předpokládat, že počet HCl a NaOH molekuly jsou stejné, dostaneme:

H+(aq) + Cl–(aq) + Na+(aq) + OH(aq) ⇄ H2O(l) + Na+(aq) + Cl–(aq) Na+(aq) a Cl–(aq)

objeví na obou stranách rovnice; jsou beze změny, a ne reagovat (oni jsou často nazýváni divák ionty, protože se neúčastní reakce)., Jediná skutečná reakce, ke které dochází, je vznik vody: H+(aq) + OH(aq) ⇄ H2O(l)

tvorba vody (ne tvorba solí) je podpis Arrhenius acidobazické reakce. Řadu společných silné kyseliny, včetně kyseliny chlorovodíkové (HCl), kyseliny sírové (H2SO4) a kyselinou dusičnou (HNO3), reagují s silnou základnu jako NaOH nebo KOH (které se, jako silné kyseliny, které disociují úplně ve vodě) k výrobě vody.,

Jako acidobazické reakce jsou vždy exotermní a můžeme měřit změny teploty a vypočítat odpovídající změnu entalpie (ΔH) pro reakci. Bez ohledu na to, jakou silnou kyselinu nebo silnou základnu si vyberete, je entalpická změna vždy stejná (asi 58 kJ/mol H2O)., To je proto, že pouze v souladu net reakce, která probíhá v roztoku silné kyseliny a silné báze je:

H+ (aq) + OH (aq) ⇄ H2O(l)

Jeden další faktor je vědomí, že celková reakce zahrnuje nový bond je vytvořen mezi proton (H+) a kyslíku v hydroxidu (–OH.) To dává smysl, že něco s kladným nábojem přitahuje (a pouto s) negativně nabitý druhů (přestože jste měli připomenout, proč se na+ a Cl– nejsou dohromady tvoří chlorid sodný pevný ve vodném roztoku.,) Zda tvoří vazby závisí na přesné povaze systému, a entalpie a entropie změny, které jsou spojeny se změnou. K této myšlence se vrátíme později v kapitole 8.

---