Hapot ja emäkset Termit ja määritelmät

Happojen ja emäkset. Vaikka nämä määritelmät eivät ole ristiriidassa keskenään, ne vaihtelevat kuinka osallistavan he ovat. Happojen ja emästen yleisimmät määritelmät ovat Arrhenius-hapot ja emäkset, Brønsted-Lowry-hapot ja -emäkset sekä Lewisin hapot ja emäkset. Antoine Lavoisier, Humphry Davy ja Justus Liebig tekivät myös havaintoja hapoista ja emäksistä, mutta eivät virallistaneet määritelmiä.

Happojen Arrhenius-teoria ja emäkset juontavat juurensa vuoteen 1884, rakentaen hänen havaintoaan, että suolat, kuten natriumkloridi, dissosioituvat siihen mitä hän nimitti ionit kun se laitetaan veteen.

• hapot tuottavat H: n⁺ ionit vesiliuoksissa
• emäkset tuottavat OH: ta^- ionit vesiliuoksissa
• tarvitaan vettä, joten vain sallii vesiliuoksille
• vain proottiset hapot ovat sallittuja; tarvitaan vetyionien tuottamiseksi
• vain hydroksidiemäkset ovat sallittuja

Brønstedin tai Brønsted-Lowry-teoria kuvaa happo-emäsreaktioita hapona, joka vapauttaa protonin ja emäksen, joka hyväksyy

• hapot ovat protonien luovuttajia
• emäkset ovat protonin hyväksyjiä
• vesiliuokset ovat sallittuja
• emäkset hydroksidien lisäksi ovat sallittuja
• vain proottiset hapot ovat sallittuja

Happojen ja emästen Lewisin teoria on vähiten rajoittava malli. Se ei käsittele protoneja ollenkaan, mutta käsittelee yksinomaan elektronipareja.

• hapot ovat elektronipariakseptoreita
• emäkset ovat elektroniparin luovuttajia
• vähiten rajoittava happo-emäsmääritelmiin

Robert Boyle kuvasi hapot ja emäkset vuonna 1661. Näitä ominaisuuksia voidaan käyttää helposti erottamaan nämä kaksi kemikaalia toisistaan ​​tekemättä monimutkaisia ​​testejä:

• maku hapan (älä maista niitä!) - sana 'happo' on peräisin latinasta acere, mikä tarkoittaa 'hapanta'
• hapot ovat syövyttäviä
• hapot muuttavat lakmusen (sininen vihannesväriaine) sinisestä punaiseksi
• niiden vesipitoiset (vesiliuokset) johtavat sähkövirtaa (ovat elektrolyyttejä)
• reagoi emästen kanssa muodostaen suoloja ja vettä
• Evolve vetykaasu (H₂) reaktiossa aktiivisen metallin (kuten alkalimetallien, maa-alkalimetallien, sinkin, alumiinin) kanssa

Yleiset hapot

• sitruunahappo (tietyistä hedelmistä ja vihanneksista, erityisesti sitrushedelmistä)
• askorbiinihappo (C-vitamiini, kuten tietyistä hedelmistä)
• etikka (5% etikkahappoa)
• hiilihappo (virvoitusjuomien hiilihapotukseen)
• maitohappo (kirnupiimässä)

• maku katkera (älä maista niitä!)
• tuntea olosi liukas tai saippuainen (älä koske heihin mielivaltaisesti!)
• emäkset eivät muuta lakmusen väriä; ne voivat muuttua punaiseksi (happamaksi) lakmukseksi takaisin siniseksi
• niiden vesipitoiset (vesiliuokset) johtavat sähkövirtaa (ovat elektrolyyttejä)
• reagoi happojen kanssa muodostaen suoloja ja vettä

Yleiset emäkset

• pesuaineet
• saippua
• lipeä (NaOH)
• kotitalouden ammoniakki (vesipitoinen)

happojen ja emästen lujuus riippuu heidän kyvystään dissosioitua tai murtautua ioneihinsa vedessä. Vahva happo tai vahva emäs dissosioituu kokonaan (esim. HCI tai NaOH), kun taas heikko happo tai heikko emäs dissosioituu vain osittain (esim. Etikkahappo).

Hapon dissosiaatiovakio ja emäksen dissosiaatiovakio osoittavat hapon tai emäksen suhteellisen vahvuuden. Hapon dissosiaatiovakio K on tasapainotila happo-emäs-dissosiaatio:

HA + H₂O ⇆ A^- + H₃O⁺

jossa HA on happo ja A^- on konjugaattiemäs.

K = [A^-] [H₃O⁺] / [HA] [H₂O]

Tätä käytetään laskemaan pK, logaritminen vakio:

PK = - loki₁₀ K

Mitä suurempi pK arvo, sitä pienempi hapon dissosiaatio ja heikompi happo. Vahvoilla hapoilla on pK alle -2.