กรดและเบส

2022

กรดและเบสคืออะไร?
ลักษณะของกรดและเบส
กรดและเบสในชีวิตประจำวัน
ตัวชี้วัดกรดและเบส
ปฏิกิริยาการวางตัวเป็นกลาง
ตัวอย่างของกรดและเบส

เราอธิบายว่ากรดและเบสคืออะไร ลักษณะเฉพาะ ตัวบ่งชี้และตัวอย่าง นอกจากนี้ปฏิกิริยาการวางตัวเป็นกลางคืออะไร

สารที่มีค่า pH น้อยกว่า 7 จะเป็นกรดและที่มีค่า pH มากกว่า 7 เป็นเบส

กรดและเบสคืออะไร?

กรดก็คือว่า สารเคมี สามารถให้ผลได้ โปรตอน (H+) กับสารเคมีอื่น เบสคือสารเคมีที่สามารถดักจับโปรตอน (H +) จากสารเคมีอื่นได้

อย่างไรก็ตาม มีสองทฤษฎีพื้นฐานที่จะอธิบายว่ากรดและเบสคืออะไร: ทฤษฎีอาร์เรเนียสและทฤษฎีบรอนสเต็ด-ลาวรี

ตามทฤษฎีของอาร์เรเนียส:

กรดคือสารที่ให้โปรตอน (H +) ในสารละลายที่เป็นน้ำ กล่าวคือ เป็นสารที่เป็นกลางซึ่งเมื่อละลายในน้ำจะแยกตัวออกเป็นไอออนดังนี้ ปฏิกิริยา ตัวแทน:

ตัวอย่างเช่น กรดไฮโดรคลอริก (HCl)

เบสคือสารที่ปล่อย OH– ไอออนในสารละลายที่เป็นน้ำ ตัวอย่างเช่น โซเดียมไฮดรอกไซด์ (NaOH)

ทฤษฎีนี้มีข้อจำกัด เพราะตามทฤษฎีนี้ สารประกอบเหล่านี้ถูกกำหนดไว้ในสารละลายที่เป็นน้ำเท่านั้น ไม่ใช่ในสื่ออื่น นอกจากนี้ มันไม่ได้อธิบายสารประกอบ เช่น แอมโมเนีย (NH3) ซึ่งเป็นเบส แต่เนื่องจากไม่มี OH– ในองค์ประกอบ จึงไม่เป็นไปตามคำจำกัดความของเบส Arrhenius

ทั้งหมดนี้ จำเป็นต้องมีทฤษฎีใหม่เพื่ออธิบายแนวคิดเกี่ยวกับกรดและเบสให้ดีขึ้น ดังนั้นในเวลาต่อมา Brönsted และ Lowry ได้พัฒนาทฤษฎีใหม่ ซึ่งรวมถึงหลักการของ Arrhenius แต่ไม่ใช่แค่คิดในสารละลายที่เป็นน้ำเท่านั้น และยังครอบคลุมมากขึ้นอีกด้วย

ตามทฤษฎีของบรอนสเต็ด-ลาวรี:

ตามทฤษฎีนี้ กรดคือสารเคมีที่สามารถปล่อยโปรตอน (H +) ให้กับสารเคมีอื่นได้ และเบสคือสารเคมีที่สามารถดักจับโปรตอน (H +) จากสารเคมีอื่นได้

ตามทฤษฎีนี้ ปฏิกิริยากรด-เบสเป็นสมดุลที่สามารถแสดงออกได้ดังนี้

โดยที่ HA มีพฤติกรรมเหมือนกรด เนื่องจากปล่อยโปรตอน H + เพื่อให้คงสภาพเป็น A– ในทางกลับกัน B มีพฤติกรรมเหมือนฐาน เนื่องจากจับโปรตอน H + ให้กลายเป็น HB +

สารบางชนิดสามารถทำหน้าที่เป็นกรดและเบสได้ในเวลาเดียวกัน และกล่าวกันว่าเป็นแอมโฟเทอริก ขึ้นอยู่กับสภาพแวดล้อมที่พวกเขาอยู่หรือผู้ที่ตอบสนอง ตัวอย่างของสารประเภทนี้คือน้ำ:

ในสมการแรก น้ำจับโปรตอน H + ทำตัวเหมือนเป็นฐานและกลายเป็น H3O + ขณะอยู่ในสมการ น้ำสูญเสียโปรตอน H + โดยทำตัวเป็นกรดและกลายเป็น OH–

เห็นได้ชัดว่าในทั้งสองทฤษฎี กรดและเบสมีสัดส่วนของไฮโดรเจนไอออน (H +) ต่างกัน ค่านี้จะกำหนดความเป็นกรด (ในกรณีของกรด) หรือความเป็นด่างหรือความเป็นเบส (ในกรณีของเบส)

ดิ pH คือขนาดที่ใช้วัดความเป็นกรดหรือด่างของสารละลาย กล่าวคือ แสดงความเข้มข้นของไฮโดรเจนไอออนที่มีอยู่ในสารละลาย

กรด. สารที่มีค่า pH 0 ถึง 6
เป็นกลาง สารที่มีค่า pH 7 (น้ำ)
เบส/ด่าง. สารที่มีค่า pH 8 ถึง 14

ยิ่งค่า pH ของสารต่ำ ระดับความเป็นกรดก็จะยิ่งสูงขึ้น ตัวอย่างเช่น HCl บริสุทธิ์มีค่า pH ใกล้เคียงกับ 0 ในทางกลับกัน ยิ่งค่า pH ของสารสูง ระดับของความเป็นด่างก็จะยิ่งมากขึ้น ตัวอย่างเช่น โซดาไฟมีค่า pH เท่ากับ 14

ลักษณะของกรดและเบส

ทั้งกรดและเบสสามารถดำรงอยู่ได้เช่น ของเหลว, แข็ง หรือ ก๊าซ. ในทางกลับกันพวกเขาสามารถมีอยู่เป็น สารบริสุทธิ์ หรือเจือจางโดยคงคุณสมบัติหลายอย่างไว้

ความแตกต่างของค่า pH เป็นลักษณะเด่นของแต่ละคน เมื่อค่า pH ของสารประกอบถึงค่าหนึ่งสุด หมายความว่าสารประกอบนี้เป็นอันตรายอย่างมากสำหรับเรื่องส่วนใหญ่ ทั้งสอง โดยธรรมชาติ, อะไร อนินทรีย์.

กรดและเบสมีลักษณะทางกายภาพต่างกัน:

กรด

พวกเขามีรสเปรี้ยว (เช่น: กรดที่มีอยู่ในผลไม้เช่นมะนาวต่างๆ)
มีฤทธิ์กัดกร่อนสูงและอาจทำให้เกิดการไหม้ของสารเคมีที่ผิวหนังหรือความเสียหายต่อระบบทางเดินหายใจหากสูดดมก๊าซ
พวกเขาเป็นตัวนำที่ดีของ ไฟฟ้า ในสารละลายที่เป็นน้ำ
พวกเขาทำปฏิกิริยากับ โลหะ ผลิตเกลือและไฮโดรเจน
พวกมันทำปฏิกิริยากับโลหะออกไซด์เพื่อสร้างเกลือและ น้ำ.

ฐาน

พวกเขามีรสขมลักษณะ
เป็นตัวนำไฟฟ้าที่ดีใน โซลูชั่น แหยะ.
เป็นสารระคายเคืองต่อผิวหนัง: ละลายไขมันผิวหนังและสามารถทำลายอินทรียวัตถุอันเนื่องมาจากฤทธิ์กัดกร่อน ของเขา การหายใจ มันยังเป็นอันตราย
พวกเขามีสัมผัสสบู่
พวกมันละลายได้ในน้ำ

กรดและเบสในชีวิตประจำวัน

กรดแบตเตอรีสร้างเกลือโดยทำปฏิกิริยากับโลหะ

การมีกรดและเบสในชีวิตประจำวันของเรามีอยู่มากมาย ตัวอย่างเช่น ภายในแบตเตอรี่ของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ของเรามักจะมี กรดซัลฟูริก. ด้วยเหตุนี้ เมื่อเสียหายและเทเนื้อหาลงในอุปกรณ์ พวกเขาทำปฏิกิริยากับโลหะของอิเล็กโทรด และสร้างเกลือสีขาว

นอกจากนี้ยังมีกรดอ่อนๆ ที่เราจัดการในแต่ละวัน เช่น กรดน้ำส้ม (น้ำส้มสายชู), กรดอะซิติลซาลิไซลิก (แอสไพริน), กรดแอสคอร์บิก (วิตามินซี), กรดคาร์บอนิก (มีอยู่ในโซดาอัดลม), กรดซิตริก (มีในผลไม้รสเปรี้ยว) หรือกรดไฮโดรคลอริก (น้ำย่อยที่กระเพาะอาหารของเราหลั่งออกมาเพื่อละลายอาหาร)

สำหรับเบสนั้น โซเดียมไบคาร์บอเนตใช้สำหรับการอบ เป็นยาดับกลิ่น และในการรักษาอาการเสียดท้องแบบต่างๆ เบสอื่นๆ ที่ใช้กันทั่วไป ได้แก่ โซเดียมคาร์บอเนต (ผงซักฟอก) โซเดียมไฮโปคลอไรท์ (สารฟอกขาวสำหรับทำความสะอาด) แมกนีเซียมไฮดรอกไซด์ (ยาระบาย) และแคลเซียมไฮดรอกไซด์ (ปูนขาวสำหรับอาคาร)

ตัวชี้วัดกรดและเบส

วิธีแยกแยะระหว่างสารประกอบที่เป็นกรดกับสารประกอบพื้นฐานคือการวัดค่า pH ปัจจุบันมีวิธีการมากมายในการวัดค่า pH ของสาร

การใช้ตัวบ่งชี้กรดเบส ตัวชี้วัด คือ ตัวประกอบที่เปลี่ยนจาก สี โดยการเปลี่ยนค่า pH ของสารละลายที่พบ ตัวอย่างเช่น ฟีนอฟทาลีนเป็นของเหลวที่เปลี่ยนเป็นสีชมพูหากเติมลงในเบส และไม่มีสีหากเติมลงในกรด อีกตัวอย่างหนึ่งคือกระดาษลิตมัสซึ่งแช่อยู่ในสารละลาย และหากเปลี่ยนเป็นสีแดงหรือสีส้ม ก็จะเป็นสารที่เป็นกรด และหากเปลี่ยนเป็นสีเข้ม จะเป็นสารละลายพื้นฐาน
การใช้โพเทนชิออมิเตอร์หรือเครื่องวัดค่า pH มีอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ให้ค่า pH ของสารละลายแก่เราโดยตรง

ปฏิกิริยาการวางตัวเป็นกลาง

ปฏิกิริยาการวางตัวเป็นกลางหรือ (ปฏิกิริยากรด-เบส) คือ a ปฏิกิริยาเคมี จะเกิดอะไรขึ้นเมื่อสารประกอบทั้งสองชนิดนี้ผสมกัน โดยได้เกลือและน้ำในปริมาณหนึ่งกลับคืนมา ปฏิกิริยาเหล่านี้มักจะ คายความร้อน (พวกเขาสร้าง ความร้อน) และชื่อมาจากข้อเท็จจริงที่ว่าคุณสมบัติของกรดและเบสตัดกัน

ในการจำแนกปฏิกิริยาการวางตัวเป็นกลาง จำเป็นต้องทราบชนิดของกรดและเบส

กรดแก่. เป็นกรดที่เมื่อในสารละลายในน้ำถูกแตกตัวเป็นไอออนอย่างสมบูรณ์ กล่าวคือ แปรสภาพเป็น ไอออน ที่ประกอบเป็นโมเลกุลของมัน ตัวอย่างเช่น: HCl (aq), HBr (aq), H2SO4 (aq)
ฐานที่แข็งแกร่ง. เป็นฐานที่เมื่อในสารละลายในน้ำถูกแตกตัวเป็นไอออนอย่างสมบูรณ์ กล่าวคือ จะถูกแปลงเป็นไอออนที่ประกอบเป็นโมเลกุลอย่างสมบูรณ์ ตัวอย่างเช่น: NaOH (aq), LiOH (aq), KOH (aq)
กรดอ่อน. เป็นกรดที่เมื่อในสารละลายในน้ำถูกแตกตัวเป็นไอออนบางส่วน กล่าวคือ จะไม่ถูกเปลี่ยนสภาพเป็นไอออนที่ประกอบเป็นโมเลกุลอย่างสมบูรณ์ ดังนั้นความเข้มข้นของไอออนในสารละลายของกรดชนิดนี้จึงต่ำกว่าในกรดที่แรง ตัวอย่างเช่น กรดซิตริก กรดคาร์บอนิก (H2CO3)
ฐานที่อ่อนแอ เป็นฐานที่เมื่ออยู่ในสารละลายที่เป็นน้ำจะถูกแตกตัวเป็นไอออนบางส่วน กล่าวคือ มันไม่ได้ถูกเปลี่ยนเป็นไอออนที่ประกอบเป็นโมเลกุลอย่างสมบูรณ์ ดังนั้นความเข้มข้นของไอออนในสารละลายของเบสประเภทนี้จึงต่ำกว่าความเข้มข้นของไอออนที่เข้มข้น ตัวอย่างเช่น แอมโมเนีย (NH3) แอมโมเนียมไฮดรอกไซด์ (NH4OH)

ปฏิกิริยาการทำให้เป็นกลางสามารถเกิดขึ้นได้สี่วิธี ขึ้นอยู่กับคุณสมบัติของสารทำปฏิกิริยา:

กรดแก่และเบสแก่ รีเอเจนต์ที่มีมากที่สุดจะยังคงอยู่ในสารละลายเมื่อเทียบกับตัวอื่น ค่า pH ของสารละลายที่ได้จะขึ้นอยู่กับรีเอเจนต์ที่มีค่ามากกว่า สัดส่วน.
กรดอ่อนและเบสแก่ จะได้สารละลาย pH พื้นฐาน เบสจะยังคงอยู่ในสารละลาย
กรดแก่และเบสอ่อน กรดจะถูกทำให้เป็นกลางและสัดส่วนของกรดจะยังคงอยู่ในสารละลาย ขึ้นอยู่กับระดับความเข้มข้นของกรด ค่า pH ของสารละลายที่ได้จะเป็นกรด
กรดอ่อนและเบสอ่อน ผลลัพธ์จะเป็นกรดหรือด่าง ขึ้นอยู่กับความเข้มข้นของรีเอเจนต์ของคุณ

ตัวอย่างของกรดและเบส

กรด

- กรดไฮโดรคลอริก (HCl)
- กรดซัลฟิวริก (H2SO4)
- กรดไนตริก (HNO3)
- กรดเปอร์คลอริก (HClO4)
- กรดฟอร์มิก (CH2O2)
- กรดโบรมิก (HBrO3)
- กรดบอริก (H3BO3)
- กรดอะซิติก (C2H4O2)

ฐาน