Tabla de Contenidos
A savas oldat egyszerűen olyan vizes oldatként definiálható, amelyben az oldott anyag sav. A savas oldatokat a következő tulajdonságok jellemzik, amelyek lehetővé teszik a bázikus és a semleges oldatok közötti megkülönböztetést:
- Általában keserű, néha fűszeres ízük van.
- Irritáló megoldások.
- Semlegesítik az alapokat.
- Képesek egyes fémeket feloldani.
Bár sok savas oldat rendelkezik mindezekkel a tulajdonságokkal, másoknak csak néhány, ami miatt nem megfelelő módszer a savoldat meghatározására. A savoldat egyértelmű kémiai koncepciójának kidolgozásához először meg kell értenünk, mi a sav kémiai szempontból.
A sav fogalma
A történelem során három különböző sava- és bázisfogalom alakult ki. Az első Arrhenius savak és bázisok koncepciója volt, aki a savat olyan anyagként határozta meg, amely oldatban protonokat (H + ) képes felszabadítani; eközben kijelentette, hogy bázis minden olyan anyag, amely képes hidroxidionok (OH – ) felszabadítására.
Brønsted és Lowry ezután kidolgozta saját elméletét, módosítva az Arrhenius-féle bázis fogalmát, de megtartva a savét. Végül a savasság jelenleg elfogadott fogalma egy elektronhiányos anyag azon képessége, hogy elektronpárt fogadjon el egy bázisról, így kovalens kötést hozzon létre .
Bár a savak és bázisok Lewis-koncepciója a legtágabb és legpontosabb, a legnagyobb alkalmazhatósága a savasság és a lúgosság vizes közegeken kívüli elemzésekor van. Mivel a savas oldat definíció szerint egy sav vizes oldata, az Arrhenius-koncepció vagy Brønsted és Lowry koncepciója elegendő a savas oldat megfelelőbb koncepciójának kialakításához.
A víz ionegyensúlya
A vizes oldat savasságát két tényező határozza meg: a sav, amely oldott anyagként működik, és a víz, amely az oldószer. A kettő között a víz képviseli a savasság és lúgosság fogalmának legfontosabb részét. Ennek az az oka, hogy a savasság mérésére szolgáló skálánk, a pH-skála a víz ionegyensúlyából származik, amelyet a víz autoprotolízisének is neveznek:
A vizet semleges anyagnak tekintjük. Az előző reakció sztöchiometriájából tudjuk, hogy a víz ugyanannyi hidronium- és hidroxidiont termel, ami lehetővé teszi, hogy semleges oldatként definiáljuk azt, amely a vízhez hasonlóan ekvivalens koncentrációban rendelkezik e két ionból.
A savas oldat meghatározása a hidrogén- és hidroxidionok relatív koncentrációja alapján
Egy olyan sav feloldásakor, amely nagyobb mennyiségű hidrogéniont ad az oldathoz, mint a víz disszociációjából származóét, a víz ionegyensúlya megváltozik, és a reaktánsok felé tolódik, csökkentve a hidroxidionok koncentrációját a folyamatban. . Emiatt olyan oldatot kapunk, amelyben több a hidronium, mint a hidroxid. Ez lehetővé teszi a következő meghatározás megállapítását:
Kémiai szempontból savas oldatnak minősül minden olyan vizes oldat, amely nagyobb koncentrációban tartalmaz hidrogénionokat, mint a hidroxidionokat.
A savas oldat meghatározása a hidrogénionok koncentrációja alapján
A fenti egyenletből származó egyensúlyi állandó felhasználható a hidrogén- és hidroxidionok egyensúlyi koncentrációinak meghatározására bármely oldat esetében. Tiszta víz vagy bármilyen semleges oldat esetén, mivel tudjuk, hogy mindkét koncentráció egyenlő, ezt írhatjuk:
Amikor a hidrogénionok koncentrációja az oldatban növekszik, a hidroxidionok koncentrációja szükségszerűen csökken annak érdekében, hogy termékük 10-14 legyen . Ezt a tényt az előző definícióval kombinálva egy másik, még pontosabb definíciót állíthatunk fel csupán a hidrogénionok koncentrációja tekintetében:
Savas oldatnak minősül minden olyan vizes oldat, amely 10-7 mólnál nagyobb hidrogénion-koncentrációt tartalmaz .
Ez a definíció implicit módon tartalmazza az előző definíciót, mivel ha a hidrogénionok koncentrációja nagyobb, mint 10 -7 , akkor a hidroxidionok koncentrációja szükségszerűen kisebb, mint 10 -7 , és ennélfogva kisebb, mint a hidrogénionoké.
A savas oldat meghatározása a pH-skála alapján
Végül a pH-skála segítségével meghatározhatjuk, hogy savas, bázikus vagy semleges oldat jelenlétében tartózkodunk. Az oldat pH-értéke ideális megoldás esetén az oldatban lévő hidrogénionok moláris koncentrációjának 10-es logaritmusának negatív értéke, azaz:
Egy semleges oldatnál, amelynek hidrogénion-koncentrációja 10 -7 , a pH értéke 7. A negatív előjel miatt a hidrogénion-koncentráció növekedésével a pH ténylegesen csökken. Emiatt azoknál a savas oldatoknál, amelyekben tudjuk, hogy a hidrogénion-koncentráció nagyobb, mint 10 -7 , a pH szükségszerűen kisebb lesz, mint 7. Ebből következően megadhatjuk a savas oldat negyedik definícióját is:
Savas oldatnak minősül minden olyan vizes oldat, amelynek pH-ja 7-nél kisebb.
Ez utóbbi megoldás viszont a legtömörebb, a legegyszerűbb, és mégis az, amely implicit módon tartalmazza az összes többi itt bemutatott definíciót. Ha a pH kisebb, mint 7, akkor a hidronium koncentrációja nagyobb lesz, mint 10-7 , ami azt jelenti, hogy a hidrogénionok koncentrációja nagyobb, mint a hidroxidionoké.
Hivatkozások
- assolea. (2020, május 2.). 7.6: A pH-skála . Letöltve: https://assolea.org/es/7-6-la-escala-de-ph/
- Brown, T. (2021). Kémia: A központi tudomány (11. kiadás). London, Anglia: Pearson Education.
- Chang, R., Manzo, Á. R., Lopez, PS és Herranz, ZR (2020). Kémia (10. kiadás). New York City, NY: MCGRAW-HILL.
- Flowers, P., Theopold, K., Langley, R. és Robinson, W. (2019a). 14.1 Brønsted-Lowry savak és bázisok – Kémia 2e . Letöltve: https://openstax.org/books/chemistry-2e/pages/14-1-bronsted-lowry-acids-and-bases
- pH és pOH . (2020. október 30.). Spanyol LibreTexts. Letöltve: https://espanol.libretexts.org/@go/page/1911
