ישנן מאות דוגמאות לחומצות ובסיסים שניתן למצוא בכל ענפי הכימיה, אך בכללותם מופרדים לשתי משפחות גדולות: אורגניים ואורגניים. חומצות אורגניות ידועות בדרך כלל כחומצות מינרליות, המאופיינות בכך שהן חזקות במיוחד בהשוואה לחומצות אורגניות.
חומצות ובסיסים מובנים כחומרים בעלי טעמים חמוצים או ספונטיים בהתאמה. שתיהן מאכלות, אם כי המילה 'קאוסטית' משמשת לרוב לבסיסים חזקים. בקיצור: הם שורפים ומאשמים את העור אם הם נוגעים בו. מאפייניה בתקשורת ממיסית הנחו סדרת הגדרות לאורך ההיסטוריה.
התנהגות חומצות ובסיסים כשהם מומסים במים. מקור: גבריאל בוליבר.
התמונה למטה מציגה את ההתנהגות הגנרית של חומצות ובסיסים כאשר הם מוסיפים או מומסים בכוס מים. חומצות מייצרות תמיסות עם ערכי pH מתחת ל -7 עקב יוני הידרוניום, H 3 O + ; בעוד הבסיסים מייצרים תמיסות עם pH מעל 7 בגלל יוני ההידרוקסיל (או הידרוקסיל), OH - .
אם נוסיף חומצה הידרוכלורית, HCl (טיפה אדומה), לזכוכית, יהיה H 3 O + ו Cl - יוני התייבשות. מצד שני, אם נחזור על הניסוי עם נתרן הידרוקסיד, NaOH (טיפה סגולה), יהיה לנו יוני OH - ו Na + .
הגדרות
המאפיינים שנחקרו והבינו יותר ויותר של חומצות ובסיסים קבעו יותר מהגדרה אחת לתרכובות כימיות אלה. בין ההגדרות הללו יש לנו את זה של ארהניוס, זה של ברונסטד-לורי ולבסוף זה של לואיס. לפני שמובאים את הדוגמאות, צריך להיות ברור בנושא.
ארחניוס
חומצות ובסיסים, על פי ארהניוס, הם אלה, כאשר מומס במים, לייצר H 3 O + או OH - יונים , בהתאמה. כלומר, התמונה כבר מייצגת הגדרה זו. עם זאת, כשלעצמו הוא מזניח חומצות או בסיסים חלשים מכדי לייצר יונים כאלה. כאן נכנסת להגדרת ברונסטד-לורי.
ברונסטד-לורי
חומצות ברונסטד-לורי הן אלו שיכולות לתרום יוני H + , ובסיסים הם אלו שמקבלים את H + אלה . אם חומצה תורמת בקלות את ה- H + שלה , פירוש הדבר שהיא חומצה חזקה. אותו דבר קורה עם הבסיסים, אך קבלת H + .
לפיכך, יש לנו חומצות ובסיסים חזקים או חלשים, וכוחותיהם נמדדים בממסים שונים; במיוחד במים, שממנה מוקמות יחידות ה- pH הידועות (0 עד 14).
לכן, חומצה חזקה HA תתרום לחלוטין את H + שלה למים בתגובה כמו:
HA + H 2 O => A - + H 3 O +
כאשר א ' - הוא הבסיס המצומד של ח.א. מכאן שה- H 3 O + שנמצא בכוס עם תמיסה חומצית מגיע מכאן .
בינתיים, בסיס חלש ב 'יפרוטוטון את המים כדי להשיג H + בהתאמה :
B + H 2 O <=> HB + OH -
כאשר HB היא החומצה המצומדת של B. זהו המקרה של אמוניה, NH 3 :
NH 3 + H 2 O <=> NH 4 + + OH -
בסיס חזק מאוד יכול לתרום ישירות יוני יוני OH - ללא צורך להגיב עם מים; בדיוק כמו NaOH.
לואיס
לבסוף, חומצות לואיס הן אלו הרוכשות או מקבלות אלקטרונים, ובסיסים של לואיס הם אלו התורמים או מאבדים אלקטרונים.
לדוגמה, בסיס ברונסטד-לורי NH 3 הוא גם בסיס לואיס, שכן אטום החנקן מקבל H + על ידי תרומת זוג האלקטרונים החופשיים שלו (H 3 N: H + ) אליו. זו הסיבה ששלוש ההגדרות אינן מסכימות זו עם זו, אלא שזורות זו בזו ועוזרות ללמוד חומציות ובסיסיות בספקטרום רחב יותר של תרכובות כימיות.
דוגמאות לחומצות
לאחר שהבהירו את ההגדרות, תוזכר להלן סדרה של חומצות עם הנוסחאות והשמות שלהן:
-HF: חומצה הידרפלואורית
-HBr: חומצה הידרוברומית
-HI: חומצה הידרודידית
-H 2 S: מימן גופרתי
-H 2 Se: חומצה selenhydric
-H 2 Te: חומצה טלורידרונית
מדובר בחומצות בינאריות, הנקראות גם הידרזידים, אליהן שייכת החומצה ההידרוכלורית האמורה, HCl.
-HNO 3 : חומצה חנקתית
-HNO 2 : חומצה חנקנית
-HNO: חומצה hyponitrous
-H 2 CO 3 : חומצה פחמית
-H 2 CO 2 : חומצה פחמנית, שהיא למעשה ידועה יותר בשם חומצה פורמית, HCOOH, החומצה האורגנית הפשוטה מכולן
-H 3 PO 4 : חומצה זרחתית
-H 3 PO 3 או H 2 : חומצה זרחתית, עם קשר של HP
-H 3 PO 2 או H: חומצה היפופוספורית, עם שני קשרים של HP
-H 2 SO 4 : חומצה גופרתית
-H 2 SO 3 : חומצה גופרתית
-H 2 S 2 O 7 : חומצה דיספורפורית
-HIO 4 : חומצה תקופתית
-HIO 3 : חומצה יוד
-HIO 2 : חומצה יוד
-HIO: חומצה היפו-יוד
-H 2 CrO 4 : חומצה כרומית
-HMnO 4 : חומצה מנגנית
-CH 3 COOH: חומצה אצטית (חומץ)
-CH 3 SO 3 H: חומצה מתנסולפונית
כל החומצות הללו, למעט פוריות והשתי האחרונות, ידועות בשם חומצות אוקסיד או חומצות טרנריות.
אחרים:
-AlCl 3 : אלומיניום כלוריד
-FeCl 3 : כלוריד ברזלי
-BF 3 : בור טריפלואוריד
- קטיונים מטאליים מומסים במים
- פחמימות
-H (CHB 11 Cl 11 ): קרבורה-חומצתית
- FSO 3 H: חומצה פלואורוזולפונית
- HSbF 6 : חומצה פלואורואנטימונית
- FSO 3 H SbF 5 : חומצת קסמים
ארבע הדוגמאות האחרונות מהוות את חומצות העל המפחידות; תרכובות המסוגלות להתפורר כמעט מכל חומר רק באמצעות נגיעה בו. AlCl 3 הוא דוגמא לחומצה בלואיס, מכיוון שמרכז האלומיניום המתכתי מסוגל לקבל אלקטרונים בגלל המחסור האלקטרוני שלו (הוא לא משלים את שמיניית הערך שלו).
דוגמאות לבסיסים
בין הבסיסים האורגניים יש לנו הידרוקסידים ממתכת, כמו נתרן הידרוקסיד, וכמה הידרידים מולקולריים, כמו אמוניה שכבר הוזכרו. להלן דוגמאות נוספות לבסיסים:
-KOH: אשלגן הידרוקסיד
-ליOH: ליתיום הידרוקסיד
-RBOH: רובידיום הידרוקסיד
-CsOH: צזיום הידרוקסיד
-פרוה: פרנקיום הידרוקסיד
-Be (OH) 2 : הידרוקסיד בריליום
-Mg (OH) 2 : מגנזיום הידרוקסיד
-Ca (OH) 2 : סידן הידרוקסיד
-Sr (OH) 2 : סטרונציום הידרוקסיד
-Ba (OH) 2 : בריום הידרוקסיד
-Ra (OH) 2 : רדיו הידרוקסיד
-Fe (OH) 2 : הידרוקסיד ברזלי
-Fe (OH) 3 : הידרוקסיד ברזלי
-Al (OH) 3 : אלומיניום הידרוקסיד
-Pb (OH) 4 : הידרוקסיד עופרת
-Zn (OH) 2 : הידרוקסיד אבץ
-Cd (OH) 2 : קדמיום הידרוקסיד
-Cu (OH) 2 : הידרוקסיד קופריק
-טי (OH) 4 : הידרוקסיד טיטאני
-PH 3 : פוספין
-AsH 3 : arsine
-NNN 2 : נתרן אמיד
- C 5 H 5 N: פירידין
- (CH 3 ) N: טרימתילמין
- C 6 H 5 NH 2 : פנילמין או אנילין
-האה: נתרן הידריד
-KH: אשלגן הידריד
-קרבניונים
-לי 3 N: ליתיום ניטריד
-אלוקוקסיד
- 2 NLi: ליתיום דייסופרופילאמיד
-דיוניל-בנזן אניון: C 6 H 4 C 4 2- (הבסיס החזק ביותר הידוע עד כה)
הפניות
- וויטן, דייויס, פק וסטנלי. (2008). כִּימִיָה (מהדורה 8). לימוד CENGAGE.
- שיבר ואטקינס. (2008). כימיה אורגנית. (גרסה רביעית). מק גריי היל.
- נעמי חנה. (10 באוקטובר 2018). כיצד ללמד חומצות, בסיסים ומלחים. התאושש מ: edu.rsc.org
- הלמנסטין, אן מארי, דוקטורט. (31 באוגוסט 2019). נוסחאות של חומצות ובסיסים נפוצים. התאושש מ: thoughtco.com
- דייויד ווד. (2019). השוואה בין חומצות ובסיסים נפוצים. לימוד. התאושש מ: study.com
- רוס פומרוי. (2013, 23 באוגוסט). החומצות החזקות בעולם: כמו אש וקרח. התאושש מ: realclearscience.com
- ויקיפדיה. (2019). דיאנון דיאתנילבנזן. התאושש מ: en.wikipedia.org