7.2.1: Arrhenius Syrer og Baser (Norsk)

I Arrhenius-modellen, en syre er definert som et stoff som distanserer når det løses i vann for å produsere et proton (H+) og en negativt ladet ion (et anion). Faktisk, naken protoner (H+) ikke streife rundt i løsningen. De alltid forbinder med minst en, og sannsynligvis flere, vann molekyler.,127 Generelt, kjemikere bruker en mal for denne situasjonen, enten med henvisning til H+ i vandig løsning som hydronium ion (betegnet som H3O+) eller enda mer bare som H+, men ikke glem dette er en kort-hånd., Et eksempel på en Arrhenius syre reaksjon er:

HCl(g) + H2O ⇄ H3O+ (aq) + Cl– (aq)

eller, mer enkelt (og sannere til den opprinnelige teorien):

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

Men dette er egentlig ganske merkelig måte å presentere de faktiske situasjonen, fordi HCl molekyl samhandler ikke med et eneste molekyl vann, men heller samhandler med vann som løsemiddel. Når hydrogenklorid (HCl) gass er oppløst i vann, distanserer inn H+(aq) og Cl–(aq) nesten helt., For alle praktiske formål, det er ingen HCl molekyler i løsning. En vandig løsning av HCl er kjent som saltsyre, noe som skiller den fra gass, hydrogenklorid. Dette fullstendig dissosiasjon er en karakteristikk av sterke syrer, men ikke alle syrer er sterk!

En Arrhenius base er definert som et stoff som genererer hydroxide (–OH) – ioner når de løses i vann., De mest vanlige eksempler på Arrhenius baser er den Gruppen jeg (alkali metall) hydroksider, for eksempel natriumhydroksid:

NaOH(s) + H2O ⇄ Na+(aq) + –OH – (aq) eller NaOH(aq)

Igjen, dette er en reaksjon system som involverer både NaOH og væske-vann. Prosessen med å danne en løsning av natriumhydroksid er akkurat som en involvert i samspillet mellom natriumklorid (NaCl) og vann: ioner (Na+ og –OH) separat og er solvated (omgitt) av vannmolekyler.,

Som vi skal se kort tid, noen syrer (og baser) ikke ionize helt; noen av syre molekyler forbli intakt når de oppløses i vann. Når dette skjer bruker vi dobbel-ledet piler ⇌ for å indikere at reaksjonen er reversibel, og at både reaktanter og produkter er til stede i samme reaksjonsblandingen. Vi vil ha mye mer å si om varighet og retning av en reaksjon i neste kapittel. For nå er det nok til å forstå at syre–base-reaksjoner (faktisk, alle reaksjoner) er reversible på molekylært nivå., I tilfelle av enkle Arrhenius syrer og baser, men vi kan anta at reaksjonen foregår nesten utelukkende til høyre.

En Arrhenius syre–base reaksjon oppstår når en oppløst (vannbasert) syre og en oppløst (vannbasert) basen er blandet sammen. Produktet av en slik reaksjon er vanligvis sies å være en salt pluss vann og reaksjonen er ofte kalt en nøytralisering reaksjon: den nøytraliserer syre base, og vice versa., Ligningen kan skrives slik:

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

Når reaksjonen er skrevet i denne molekylær form det er ganske vanskelig å se hva som faktisk skjer., Hvis vi skrive ligningen for å vise alle arter som er involvert, og anta at antall HCl og NaOH molekyler er like, får vi:

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

vises på begge sider av ligningen, de er uendret og ikke reagerer (de er ofte kalt tilskuer ioner fordi de ikke deltar i reaksjonen)., Den eneste faktiske reaksjonen som oppstår er dannelsen av vann: H+(aq) + –OH – (aq) ⇄ H2O(l)

dannelsen av vann (ikke dannelsen av et salt) er signaturen til en Arrhenius syre–base-reaksjon. En rekke vanlige sterke syrer, blant annet saltsyre (HCl), svovelsyre (H2SO4) og salpetersyre (HNO3), reagerer med en sterk base som NaOH eller KOH (som i likhet med sterke syrer, distansere fullstendig i vann) til å produsere vann.,

Slik syre–base-reaksjoner er alltid eksoterme og vi kan måle temperatur endringer og beregne tilsvarende entalpi endre (ΔH) for reaksjonen. Uavhengig av hvilken sterk syre eller sterk base som du kan velge, entalpi endringen er alltid den samme (om lag 58 kJ/mol av H2O produsert)., Dette er fordi det eneste konsekvente netto reaksjon som foregår i en løsning av en sterk syre og sterk base er:

H+ (aq) + –OH – (aq) ⇄ H2O(l)

En annen faktor å merke seg er at den samlede reaksjonen innebærer en ny bond blir dannet mellom proton (H+) og oksygen av hydroksid (–OH.) Det er fornuftig at noe med en positiv ladning ville bli tiltrukket av (og bånd med) et negativt ladet arter (selv om du bør huske hvorfor det Na+ og Cl– ikke kombineres for å danne natriumklorid solid i vandig løsning.,) Hvorvidt obligasjoner form avhengig av den eksakte natur av systemet, og entalpi og entropi endringer som er forbundet med endringen. Vi vil komme tilbake til denne ideen senere i kapittel 8.

---