Povijesne definicije kiselina i baza

Dugo su poznate i korištene supstance sa posebnim karakteristikama koje su od velikog praktičnog interesa, a koje su trenutno poznate kao kiseline i baze, koje su definirane kao vrlo uobičajeni kemijski reagensi, do kojih se može razviti velik dio. hemijska jedinjenja u vodenim medijima.

Ima nekih reakcije koje uključuju kiseline i baze, koja se naziva kiselinsko-bazna, i da bi se za njihovo proučavanje na otopine morali primijeniti principi kemijske ravnoteže, u ovoj vrsti reakcija postoji supstanca koja igra vrlo važnu ulogu, koja se naziva rastvarač, budući da kiseline i baze s njim obično razmjenjuju protone, zahvaljujući tome se one mogu nazvati i reakcijama izmjene protona.

U davnim vremenima već je bilo poznato da neke namirnice poput octa i limuna imaju karakterističan kiselkasti okus, iako sam tek prije nekoliko stoljeća znao razlog njenog neobičnog okusa. Riječ kiselina zapravo potječe iz drevnog latinskog jezika, tačno od njenog izraza "acidus", što u prijevodu znači kiselo.

Šta su kiseline?

To se naziva bilo kojim hemijskim spojem koji, prolazeći kroz postupak rastvaranja u vodi, daje rastvor sa kationom hidronijeve aktivnosti veće od iste vode u svom najčišćem stanju, u ovoj situaciji je pH niži od 7.

Svaka hemijska supstanca koja posjeduje svojstva kiseline naziva se kiselom supstancom.

Karakteristike kiselina

Među najvažnijim svojstvima i karakteristikama kiselina su sljedeća.

• Oni imaju kvalitetu reakcije sa supstancama koje se nazivaju bazama, kako bi stvorili sol plus vodu.
• Izuzetno su nagrizajuće zbog svojih komponenata.
• Rade kao izvrsni provodnici električne energije u vlažnom ili vodenom okruženju.
• Oni imaju osebujan kiselkast ili kiselkast ukusPrimjer za to može biti hrana koja sadrži limunsku kiselinu poput naranče, limete, grejpa, limuna, između ostalog.
• Oni mogu reagirati s metalnim oksidima da bi stvorili sol plus vodu, baš kao i reakciju s osnovnim tvarima.
• U nekim slučajevima mogu biti štetni, pa čak i izazvati opekotine kože.
• Ima sposobnost stvaranja soli i vodonika kroz proces reakcije sa aktivnim metalima.
• Ima osobine koje čine fenolftalein, a zauzvrat može uzrokovati da lakmusov papir mijenja boju, na primjer iz narančaste u crvenu i od plave u ružičastu.

Koje su baze?

Ovo je takođe poznato kao lužine, čije porijeklo potječe iz arapskog jezika, tačno od riječi "Al-Qaly", zovu se svi oni supstance koje imaju alkalna svojstva, mada se može odrediti i kao bilo koje rješenje koje, kada je podvrgnuto vodenoj otopini, predstavlja ione u mediju.

Karakteristike baza

Boyle je utvrdio da su sve te supstance koje posjeduju sljedeća svojstva.

• Na dodir se može primijetiti da su sapunaste prirode.
• Karakteriše ih istaknuti gorki ukus.
• Oni imaju sposobnost reakcije s kiselinama, kako bi se stvorila sol i više vode.
• Lakmus papir mogu pretvoriti u crveni u plavi.
• Rastvorljivi su u vodi, posebno kada su u pitanju hidroksidi.
• Velika većina ovih takozvanih osnovnih supstanci štetna je za ljudsku kožu, jer imaju karakteristike koje oštećuju tkiva.

Iako su Boyle i drugi veliki kemičari nekoliko puta pokušali objasniti zašto se kiseline i baze ponašaju na takav način, prva definicija kiselina i baza prihvaćena je tek 200 godina kasnije.

Kiselinsko-bazne reakcije

Poznata i kao reakcija neutralizacije, naziva se kemijskom reakcijom koja se događa između kiseline i baze koja rezultira soli i vodom. Treba napomenuti da riječ sol opisuje bilo koji spoj koji ima jonske karakteristike, čiji kation dolazi iz određene baze.

u reakcije neutralizacije, u kojima uvijek mora biti prisutno kiselina i baza, oni su u većini slučajeva egzotermni, što znači da u svojim procesima oslobađaju energiju, ova reakcija se naziva neutralizacijom, jer kada se kiselina kombinira s bazom, te se međusobno neutraliziraju , ostavljajući njihova svojstva ništavnim.

Praksa kiselinsko-bazne reakcije

Za početak s reakcijom neutralizacije potrebno je imati Erlenmeyerovu tikvicu u koju se stavi otopina klorovodične kiseline, a zauzvrat se doda nekoliko kapi indikatora fenolftaleina, u baznom mediju postaje ružičast, ali kada se nalazi se u kiselom mediju i ne sadrži nikakve boje, pa je bezbojan.

Neutralizatori kiselina i baza proizvode se podjednako, to jest "ekvivalent-ekvivalent", to znači da će ekvivalent kiseline uvijek biti potpuno neutraliziran ekvivalentom bilo koje vrste baze.

Nakon prethodnog postupka, slijedi stavljanje otopine natrijevog hidroksida u biretu, a zatim oprezno i ​​polako otvaranje slavine, kad malo po malo reagira, reagirat će s klorovodičnom kiselinom i stvoriti vodu i natrijev klorid, To ima za posljedicu da se PH povećava, a nivo kiseline se smanjuje.

Nakon što se potroši sva kiselina, u osnovnu otopinu dodaje se sljedeća kap baze, s efektom da indikator poprimi ružičastu boju, što služi da se shvati da je kiselina potpuno neutralizirana.

Općenito, masa ekvivalenta grama određuje se uzimajući u obzir vrstu tvari, jer su tvari različite, svaka od njih ima svoje karakteristike, na primjer izračun soli nije isti kao onaj kiseline, uzimajući u obzir i vrstu reakcije koja se izvodi, jer su ovisno o vrsti reakcije dimenzije supstanci različite, pa se proračuni ne mogu ponovo koristiti.

Molarna masa kiseline podijeljena s brojem vodonika koji se mogu odvojiti od nje jednaka je masi jednog grama ekvivalenta date kiseline.

Najčešći tip baze među svim postojećim je hidroksid, a njegov ekvivalent u gramu određuje se dijeljenjem njegove molarne mase s brojem OH skupina u hidroksidu.

Količina ovih reakcija izračunava se pomoću formule koja omogućava neutralizaciju date kiseline baze: Ndo * Vto = Nb* Va, prva su svojstva kiseline, a preostala svojstva baze.

Da bi se izračunala normalnost otopine kiseline, mora se postupiti na sljedeći način: normalnost = molarnost.

Značaj kiselinsko-bazne reakcije

Oni imaju vrlo relevantnu važnost u smislu njihove sposobnosti kao tehnike za kvantitativnu analizu volumena, čiji se procesi određuju kao kiselinsko-bazne titracije.

Da bi se izvršile ove reakcije obično se koristi rješenje indikatora, koji služe kao vodič za poznavanje tačke neutralizacije i kako se ona razvija, iako postoje i neki elektrokemijski procesi za obavljanje određenih zadataka.

Mogu se prikazati tri vrste reakcija koje se dijele na osnovu karakteristika kiselina i baza, posebno na osnovu toga jesu li slabe ili jake, kao što su sljedeće.

Reakcija slabe kiseline i baze

Kod njih se može vidjeti da se kation baze i anion kiseline podvrgavaju hidrolizi, pa je njihov PH jednak> 7 ako je kiselina slabija, a ako je baza slabija <7.

Reakcija između jake baze i slabe kiseline

U ovom slučaju se može vidjeti kako samo anion kiseline prolazi hidrolizu, tako da njegov PH ostaje na <7.

Reakcija između slabe baze i jake kiseline

U ovoj vrsti reakcije primjećuje se samo kako bazni kation prolazi hidrolizu, pa PH u njemu ostaje> 7.

Da biste odabrali koji je savršeni pokazatelj za svaku vrstu reakcije, potrebno je znati kakav će biti konačni PH, kako biste pravilno izračunali točku ekvivalencije.

Povijesne definicije kiselinsko-bazne reakcije

Bilo ih je mnogo definicije ovog reakcijskog procesa između kiselina i baza, važnost istih pokazuje se prema kapacitetu analize koji svaka sadrži, a više kada se primjenjuje na neutraliziranje reakcija s tekućim ili plinovitim tvarima ili kada su karakteri i svojstva kiselina i baza obično manje vidljivi.

Definicija Antoine Lavoisier

Lavoisierovo znanje u početku je bilo ograničeno na jake kiseline, jer su bile specifičnije za oksakiseline koje imaju visoko oksidacijsko stanje u svojim središnjim atomima, koji su pak bili okruženi atomima kiseonika, međutim on nije imao potpuno znanje o kiselim kiselinama, on je uspio uspostaviti kiseline određujući ih kao sadržaj kiseonika, za to je morao koristiti drevni grčki da imenuje ovog graditelja kiselina.

Ova teorija ili definicija rangirana je kao najvažnija tokom nevjerovatnih 30 godina, međutim 1810. godine objavljen je članak koji je pokazao neke kontradikcije s osnovama i temeljima, zbog čega je Lavoisierova definicija izgubila na vjerodostojnosti.

Definicija Bronsted-Lowryja  

Ova definicija formulisana je samostalno 1923. godine, čije se baze mogu primetiti u protonaciji baza, kroz proces deprotoniranja kiselina, što se može definisati za veće razumevanje kao sposobnost kiselina da mogu donirati kationove vodonika u baze, koje nastavite prihvaćati ovaj postupak.

To ima veliku razliku s Arrheniusovom definicijom, jer se ne sastoji u stvaranju vode i soli, već u konjugiranim kiselinama i bazama, što se postiže prijenosom protona koji može stvoriti kiselinu da je isporuči do baze.

U ovoj definiciji može se primijetiti drastična promjena u terminima s kojima su kiseline i baze poznate, jer je kiselina poznata kao spoj koji ima sposobnost doniranja protona, dok su baze sve one supstance kojima je omogućen prijem protona, kao posljedica toga, može se reći da je kiselinsko-bazna reakcija uklanjanje kationskog vodika iz kiseline, a po defaultu dodavanje ovog u bazu.

Ovaj proces želi se odnositi na eliminaciju protona iz jezgre atoma, taj postupak nije lako postići, jer jednostavna disocijacija kiselina nije dovoljna, već je potrebno nastaviti s eliminacijom kation vodonik.

Definicija Lewisa

Ova definicija uključuje temelje Bronsted-Lowry teorije, kao i koncept koji je predložio za sistem rastvarača, a ovu teoriju je 1923. postulirao kemičar Gilbert Lewis.

Lewis u ovoj definiciji predlaže bazu koju je nazvao "Lewisova baza" koja ima sposobnost doniranja elektroničkog para i kiselina jer je "Lewisova kiselina" taj odgovarajući receptor navedenog elektroničkog para. Ova se definicija potpuno razlikuje od prethodno predloženih i postuliranih, jer ne spominju da se kiseline i baze mjere protonima ili nekom vezanom supstancom.

To je u njegovoj teoriji pretpostavljalo da je anion kiselina, a kation baza koja ima nepodijeljeni elektronički par, ako se koristi ova definicija, reakcija kiselina-baza može se shvatiti kao izravno doniranje elektroničkog para iz aniona, isporučujući ga kationu, uspijevajući stvoriti koordiniranu kovalentnu vezu. Ova kombinacija poznata je kao stvaranje najvažnijeg životnog jedinjenja, vode.

Definicija Liebiga

Ovo je predloženo 1828. godine, nekoliko decenija kasnije od Lavoisierove, teorija se temeljila na njegovom opsežnom radu o hemijskom sastavu organskih kiselina. Prije ove definicije postojala je doktrinarna razlika koju je pokrenuo Davy, koja se usredotočila više od svega na kiseline na bazi kisika i kiseline na osnovi vodika.

Prema Liebig-u, kiselina se može definirati kao supstanca koja u sebi sadrži vodik, a može je čak zamijeniti ili promijeniti metal. Ova teorija, iako se uglavnom temeljila na empirijskim metodama, uspjela je biti na snazi ​​pet decenija.

Definicija Arrhenius-a

Švedski kemičar Svante Arrhenius nastojao je modernizirati pojmove i definicije dane reakciji koja se dogodila između kiselina i baza, zauzvrat nastojeći pojednostaviti pojmove.

1884. izveo je zajednički rad s Friedrichom Wilhelmom u kojem su uspjeli utvrditi prisustvo jona u vodenoj otopini, zbog važnosti određenog djela Arrhenius je dobio čudesnu priliku da primi Nobelovu nagradu za hemiju godine. 1903.

Tradicionalna definicija vodene kiselinske baze može se opisati kao osobeno stvaranje komponente poznate kao voda iz hidroksilnih i vodonikovih jona, ili kao njihovo stvaranje iz disocijacije kiselina i baze u vodenoj otopini.

Pearsonova definicija (tvrdo-meko)

Ovu definiciju postupirao je Ralph Pearson 1963. godine, iako je s većom snagom razvijen 1984. godine uz podršku rada Roberta Parra, čije je ime reakcija kiselinsko-bazna tvrdo-meko, ovi se pridjevi koriste na sljedeći način, Soft koristi se za označavanje većih začina, kojih ima malo  oksidacijska stanja i jako su polarizirana. Tvrdi se koristi za označavanje najmanjih vrsta, a karakteriziraju ih veća oksidacijska stanja.

Ova je definicija bila vrlo korisna za procese organske i anorganske hemije, a njezine glavne prakse ukazuju na to da kiseline i baze mogu međusobno komunicirati, a najčešće su reakcije spojeva koji imaju iste osobine, kao što je na primjer meka -meka, ili tvrda-tvrda.

Ova teorija poznata je i kao definicija ABDB, što je vrlo korisno za predviđanje produkata reakcija metateza. Danas je dokazano da ova reakcija može pokazati osjetljivost i performanse eksplozivnih materijala.

Ova se teorija temelji više na kvalitativnim nego na kvantitativnim karakteristikama, koje pomažu na jednostavniji način razumjeti prevladavajuće čimbenike kemije i reakcija.

Definicija Usanoviča

Mihail Usanovič, ruski kemičar, također je definirao šta kiselinsko-bazna reakcija podrazumijeva, i može se reći da je ovo najopćenitije od svih, u kojem se utvrđuje da su kiseline sve one hemijske supstance koje su sposobne prihvatiti negativne vrste ili one koje u protivnom doniraju pozitivne vrste, koncept baze koji daje Usanovich, suprotan konceptu kiselina.

Reakcija kiselina i baza koju je predložio ovaj ruski kemičar poklapa se s drugom kemijskom reakcijom, poznatom kao "redoks reakcija" koja uključuje reakciju redukcije oksidacije, pa je kemičari ne favoriziraju.

Većina predloženih reakcija temelji se na stvaranju i prekidanju veza, ali redoks i Usanovićeve reakcije postavljene su više poput fizičkih procesa elektroničkog prijenosa, što dovodi do toga da je razlika između ove dvije potpuno difuzna.

Definicija Lux-Flood

Ova se definicija obično koristi u modernoj geokemiji i elektrokemiji rastopljenih soli, čiju je postavku 1939. godine izradio njemački kemičar poznat kao Hermann Lux, a ponovo ju je razvio postižući značajno poboljšanje 1947. godine kemičar Hakon Flood, iz tog razloga je poznat na ovu reakciju dva prezimena istih.

U tome možemo vidjeti vrlo neobične koncepte kiselina i baza, baza je donor oksidnih aniona, dok su kiseline primaoci navedenih aniona.

Definicija sistema rastvarača

Ovu je definiciju vrlo važno znati u vezi s ovom problematikom, jer je nekoliko kemičara koji su godinama izvodili svoje teorije ponekad komentirali sistem rastvarača, koji se temelji na generalizaciji Arrhenius-ove definicije.

U većini ovih rastvarača postoji određena količina pozitivnih vrsta, poznatih kao solvonijumski kationi, a ako to ne uspiju, imaju i negativne vrste poput solvonijumovih aniona, koje su u stanju ravnoteže sa neutralnim molekulama rastvarača.

U ovoj definiciji baza se može opisati kao otopljena supstanca koja uzrokuje povećanje koncentracije kationa solvonija, dok su kiseline one koje uzrokuju smanjenje anjona solvonijuma.

Ova definicija ovisi i o spoju i otapalu, tako da ovisno o odabranom otapalu, spoj može imati sposobnost promjene vlastitog ponašanja.

Vrlo je zanimljivo kako su različiti kemičari iz različitih dijelova svijeta i u različita vremena govorili i predlagali različitu definiciju o istoj temi, a to je zauzvrat vrlo važno za proučavanje i historiju kemije, jer sastavljanje u svim tim terminima bilo je moguće još bolje znati sve aspekte koji se razmatraju o kiselinama i bazama i njihovim reakcijama neutralizacije.