7.2.1: Arrhenius savak és bázisok

az Arrhenius modellben egy sav olyan vegyület, amely vízben oldva proton (H+) és negatív töltésű ion (anion) előállítására disszociál. Valójában a meztelen protonok (H+) nem mászkálnak az oldatban. Mindig legalább egy, valószínűleg több vízmolekulával társulnak.,127 a vegyészek általában rövidítést használnak erre a helyzetre, vagy a vizes oldatban lévő H+-ra hivatkoznak hidrónium-ionként (H3O+ – ként jelölve), vagy még egyszerűbben H+ – ként, de ne felejtsük el, ez egy rövid kéz., Egy példa egy Arrhenius savas reakció:

HCl(g) + H2O ⇄ H3O+ (aq) + Cl– (aq)

vagy csak egyszerűen (de igaz, hogy az eredeti elmélet):

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

De ez tényleg elég furcsa módon, hogy a jelen a tényleges helyzet, mert a HCl molekula nem befolyásolja egyetlen víz molekula, hanem együttműködik a víz, mint oldószer. Amikor hidrogén–klorid (HCl) gázt oldunk vízben, szinte teljesen disszociál H+(aq) és Cl – (aq) – ba., Az oldatban semmilyen HCl-molekula nincs. A HCl vizes oldatát sósavnak nevezik, amely megkülönbözteti a gáztól, a hidrogén-kloridtól. Ez a teljes disszociáció az erős savakra jellemző, de nem minden sav erős!

az Arrhenius bázis olyan vegyület, amely vízben oldva hidroxid (–OH) ionokat generál., Az Arrhenius bázisok leggyakoribb példái az I. csoport (alkálifém) hidroxidjai, például nátrium –hidroxid:

NaOH(s) + H2O ⇄ Na+(aq) + – OH(aq) vagy NaOH(AQ)

ismét ez egy reakciórendszer, amely mind NaOH, mind folyékony vizet tartalmaz. A nátrium-hidroxid-oldat kialakításának folyamata éppen olyan, mint a nátrium –klorid (NaCl) és a víz közötti kölcsönhatás: az ionok (Na+ és-OH) elkülönülnek, és a vízmolekulák oldják meg (veszik körül).,

Amint hamarosan látni fogjuk, egyes savak (és bázisok) nem ionizálódnak teljesen; a savmolekulák egy része érintetlen marad, amikor vízben oldódnak. Amikor ez megtörténik, kétfejű nyilakkal jelezzük, hogy a reakció reverzibilis, és mind a reagensek, mind a termékek ugyanabban a reakciókeverékben vannak jelen. A következő fejezetben sokkal többet fogunk mondani a reakció időtartamáról és irányáról. Egyelőre elegendő megérteni, hogy a sav–bázis reakciók (valójában minden reakció) molekuláris szinten reverzibilisek., Egyszerű Arrhenius savak és bázisok esetében azonban feltételezhetjük, hogy a reakció szinte kizárólag jobbra halad.

Arrhenius sav–bázis reakció akkor fordul elő, amikor oldott (vizes) savat és oldott (vizes) bázist összekeverünk. Az ilyen reakció terméke általában só plusz víz, a reakciót gyakran semlegesítő reakciónak nevezik: a sav semlegesíti az alapot, és fordítva., Az egyenlet így írható:

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

amikor a reakciót ebben a molekuláris formában írják, elég nehéz látni, mi történik valójában., Ha átírjuk az egyenlet, hogy az összes, a faj szó, de feltételezem, hogy a szám HCl, illetve NaOH molekulák egyenlő, kapunk:

H+(aq) + Cl–(aq) + Na+(aq) + –Ó(aq) ⇄ H2O(l) + Na+(aq) + Cl–(aq) Na+(aq), valamint a Cl–(aq)

jelenik meg mindkét oldalán az egyenlet; ők változatlan, nem reagál (gyakran nevezik őket, a néző ionok, mert ők nem vesznek részt a reakció)., Az egyetlen tényleges reakció a víz képződése: H + (aq) + –OH(aq) ⇄ H2O(l)

a víz képződése (nem só képződése) egy Arrhenius sav-bázis reakció aláírása. Számos közös erős sav, beleértve a sósavat (HCl), a kénsavat (H2SO4) és a salétromsavat (HNO3), erős bázissal, például NaOH-val vagy KOH-val reagálnak (amelyek, mint az erős savak, teljesen disszociálódnak vízben) a víz előállításához.,

az ilyen sav–bázis reakciók mindig exoterm, és meg tudjuk mérni a hőmérséklet változását, és kiszámítjuk a reakció megfelelő entalpia változását (ΔH). Függetlenül attól, hogy melyik erős savat vagy erős bázist választja,az entalpia változása mindig ugyanaz (körülbelül 58 kJ/mol H2O előállított)., Ez azért van, mert az egyetlen következetes nettó reakció zajlik a megoldás az erős sav-erős bázis:

H+ (aq) + –Ó (aq) ⇄ H2O(l)

Egy másik tényező, hogy vegye figyelembe, hogy az általános reakció magában foglalja az új bond hogy alakult között a proton (H+) az oxigén a-hidroxid (–Ó.) Logikus, hogy valami pozitív töltés vonzódik (illetve kötvény) egy negatív töltésű fajok (bár meg kell hívni a figyelmet arra, hogy miért a Na+ Cl, valamint– nem együttesen alkotnak szilárd nátrium-klorid vizes oldatban.,) Az, hogy kötések alakulnak-e vagy sem, a rendszer pontos jellegétől, valamint a változáshoz kapcsolódó entalpia és entrópia változásoktól függ. A 8.fejezetben később visszatérünk ehhez az ötlethez.

---