Ir simtiem skābju un bāzu piemēru, ko var atrast visās ķīmijas nozarēs, bet kuras kopumā ir sadalītas divās lielās ģimenēs: neorganiskās un organiskās. Neorganiskās skābes parasti sauc par minerālskābēm, kuras raksturo īpaši spēcīgas salīdzinājumā ar organiskām.
Ar skābēm un bāzēm saprot vielas, kurām ir attiecīgi skāba vai sāļš aromāts. Abas ir kodīgas, lai gan vārdu “kodīgais” bieži lieto stiprām bāzēm. Īsāk sakot: tie dedzina un kodina ādu, ja tai pieskaras. Tās īpašības šķīdinātāju vidē ir virzījušas virkni definīciju visā vēsturē.
Skābju un bāzu izturēšanās, izšķīdinot ūdenī. Avots: Gabriel Bolívar.
Zemāk redzamajā attēlā parādīta vispārējā skābju un bāzu izturēšanās, kad tās pievieno vai izšķīdina glāzē ūdens. Skābes rada šķīdumus ar pH vērtībām zem 7 hidronija jonu, H 3 O + dēļ ; savukārt bāzes rada šķīdumus ar pH virs 7 hidroksiljonu (vai hidroksil) jonu dēļ, OH - .
Ja stiklam pievienosim sālsskābi, HCl (sarkanais piliens), būs hidrēti H 3 O + un Cl - joni . No otras puses, ja mēs atkārtosim eksperimentu ar nātrija hidroksīdu, NaOH (purpura piliens), mums būs OH - un Na + joni .
Definīcijas
Arvien vairāk izpētītas un izprotamas skābju un bāzu īpašības šiem ķīmiskajiem savienojumiem izveidoja vairāk nekā vienu definīciju. Starp šīm definīcijām ir Arrhenius, Bronsted-Lowry un visbeidzot Lewis. Pirms citēt piemērus, tas ir jāprecizē.
Arrēnijs
Skābes un bāzes, saskaņā ar Arrhenius, ir tādi, ka, ja izšķīdināta ūdenī, ražot H 3 O + vai OH - joniem , attiecīgi. Tas ir, attēls jau atspoguļo šo definīciju. Tomēr pats par sevi tas atstāj novārtā dažas skābes vai bāzes, kas ir pārāk vājas, lai iegūtu šādus jonus. Šeit nāk Bronsted-Lowry definīcija.
Bronsted-Lowry
Bronsted-Lowry skābes ir tās, kas var ziedot H + jonus , un bāzes ir tās, kas pieņem šos H + . Ja skābe ļoti viegli ziedo savu H + , tas nozīmē, ka tā ir spēcīga skābe. Tas pats notiek ar bāzēm, bet pieņemot H + .
Tādējādi mums ir spēcīgas vai vājas skābes un bāzes, un to spēki tiek mērīti dažādos šķīdinātājos; īpaši ūdenī, no kura tiek noteiktas zināmās pH vienības (no 0 līdz 14).
Tāpēc spēcīga skābe HA pilnībā ziedos savu H + ūdenim reakcijā, piemēram:
HA + H 2 O => A - + H 3 O +
Kur A - ir HA konjugētā bāze. Tādējādi H 3 O +, kas atrodas stiklā ar skābu šķīdumu, nāk no šejienes .
Tikmēr vāja bāze B deprotonizēs ūdeni, lai iegūtu attiecīgu H + :
B + H 2 O <=> HB + OH -
Ja HB ir B konjugētā skābe. Tas attiecas uz amonjaku, NH 3 :
NH 3 + H 2 O <=> NH 4 + + OH -
Ļoti spēcīga bāze var tieši ziedot OH jonus - bez vajadzības reaģēt ar ūdeni; tāpat kā NaOH.
Lūiss
Visbeidzot, Lūisa skābes ir tās, kas iegūst vai pieņem elektronus, un Lūisa bāzes ir tās, kas ziedo vai zaudē elektronus.
Piemēram, Bronsted-Lowry bāze NH 3 ir arī Lūisa bāze, jo slāpekļa atoms pieņem H + , ziedojot tam brīvo elektronu pāri (H 3 N: H + ). Tieši tāpēc trīs definīcijas nav pretrunā viena ar otru, bet drīzāk savijas un palīdz pētīt skābumu un bāziskumu plašākā ķīmisko savienojumu spektrā.
Skābju piemēri
Pēc definīciju precizēšanas turpmāk tiks pieminēta virkne skābju ar to attiecīgajām formulām un nosaukumiem:
-HF: fluorūdeņražskābe
-HBr: bromūdeņražskābe
-HI: jodskābe
-H 2 S: sērūdeņradi
-H 2 Se: selēnskābe
-H 2 Te: telūrskābe
Tās ir binārās skābes, ko sauc arī par hidracidēm, kurām pieder iepriekš minētā sālsskābe - HCl.
-HNO 3 : slāpekļskābe
-HNO 2 : slāpekļskābe
-HNO: hiponskābe
-H 2 CO 3 : ogļskābe
-H 2 CO 2 : oglekļa skābe, kuru patiesībā labāk pazīst ar skudrskābes nosaukumu HCOOH, kas ir vienkāršākā organiskā skābe no visām
-H 3 PO 4 : fosforskābe
-H 3 PO 3 vai H 2 : fosforskābe ar HP saiti
-H 3 PO 2 vai H: hipofosforskābe ar divām HP saitēm
-H 2 SO 4 : sērskābe
-H 2 SO 3 : sērskābe
-H 2 S 2 O 7 : disulfoskābe
-HIO 4 : periodiskā skābe
-HIO 3 : joda skābe
-HIO 2 : joda skābe
-HIO: hipojodīnskābe
-H 2 CrO 4 : hromskābe
-HMnO 4 : mangānskābe
-CH 3 COOH: etiķskābe (etiķis)
CH 3 SO 3 H: metānsulfonskābes
Visas šīs skābes, izņemot skudrskābes un pēdējās divas, ir zināmas kā oksābes vai trīskāršās skābes.
Citi:
-AlCl 3 : alumīnija hlorīds
-FeCl 3 : dzelzs hlorīds
-BF 3 : bora trifluorīds
-Metālu katjoni, kas izšķīdināti ūdenī
-Karbocācijas
-H (CHB 11 Cl 11 ): superacid karborāns
- FSO 3 H: fluorsulfoskābe
- HSbF 6 : fluorantimonskābe
- FSO 3 H SbF 5 : burvju skābe
Pēdējie četri piemēri veido drausmīgās super skābes; savienojumi, kas spēj sadalīt gandrīz jebkuru materiālu, vienkārši to pieskaroties. AlCl 3 ir Lūisa skābes piemērs, jo alumīnija metāla centrs elektronu deficīta dēļ ir spējīgs pieņemt elektronus (tas nepabeidz savu valenta oktetu).
Bāzu piemēri
Starp neorganiskām bāzēm mums ir metālu hidroksīdi, piemēram, nātrija hidroksīds, un daži molekulārie hidrīdi, piemēram, jau pieminētais amonjaks. Šeit ir citi bāzes piemēri:
-KOH: kālija hidroksīds
-LiOH: litija hidroksīds
-RbOH: rubidija hidroksīds
-CsOH: cēzija hidroksīds
-FrOH: francija hidroksīds
-Be (OH) 2 : berilija hidroksīds
-Mg (OH) 2 : magnija hidroksīds
-Ca (OH) 2 : kalcija hidroksīds
-Sr (OH) 2 : stroncija hidroksīds
-Ba (OH) 2 : bārija hidroksīds
-Ra (OH) 2 : radiohidroksīds
-Fe (OH) 2 : melnais hidroksīds
-Fe (OH) 3 : dzelzs hidroksīds
-Al (OH) 3 : alumīnija hidroksīds
-Pb (OH) 4 : svina hidroksīds
-Zn (OH) 2 : cinka hidroksīds
-Cd (OH) 2 : kadmija hidroksīds
-Cu (OH) 2 : vara hidroksīds
-Ti (OH) 4 : titāna hidroksīds
-PH 3 : fosfīns
-AsH 3 : arsīns
-NaNH 2 : nātrija amīds
- C 5 H 5 N: piridīns
- (CH 3 ) N: trimethylamine
- C 6 H 5 NH 2 : fenilamīnu vai anilīns
-NaH: nātrija hidrīds
-KH: kālija hidrīds
-Karbanjoni
-Li 3 N: litija nitrīds
-Alkoksīdi
- 2 NLi: litija diizopropilamīds
-Dietinilbenzola anjons: C 6 H 4 C 4 2- (līdz šim spēcīgākā bāze)
Atsauces
- Vaitens, Deiviss, Peks un Stenlijs. (2008). Ķīmija (8. izd.). CENGAGE mācīšanās.
- Šiveris un Atkins. (2008). Neorganiskā ķīmija. (Ceturtais izdevums). Mc Graw Hill.
- Naomi Henna. (2018. gada 10. oktobris). Kā iemācīt skābes, bāzes un sāļus. Atgūts no: edu.rsc.org
- Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (2019. gada 31. augusts). Parasto skābju un bāzu formulas. Atgūts no: domaco.com
- Deivids Vuds. (2019. gads). Salīdzinot parasto skābes un bāzes. Pētījums. Atgūts no: study.com
- Ross Pomerojs. (2013, 23. augusts). Pasaulē stiprākās skābes: piemēram, uguns un ledus. Atgūts no: realclearscience.com
- Wikipedia. (2019. gads). Dietilenbenzola dianions. Atgūts no: en.wikipedia.org