Tabla de Contenidos
En sur lösning kan enkelt definieras som en vattenlösning i vilken det lösta ämnet är en syra. Sura lösningar kännetecknas av följande egenskaper som gör att de kan skiljas från baslösningar och neutrala lösningar:
- De har i allmänhet en bitter, ibland kryddig smak.
- De är irriterande lösningar.
- De neutraliserar baserna.
- De kan lösa upp vissa metaller.
Även om många sura lösningar har alla dessa egenskaper, har andra bara ett fåtal, vilket gör det inte till ett adekvat sätt att definiera en sur lösning. För att utveckla ett entydigt kemiskt koncept för en sur lösning måste vi först förstå vad en syra är ur en kemisk synvinkel.
Begreppet syra
Det finns tre olika begrepp av syror och baser som har utvecklats genom historien. Den första var Arrhenius koncept av syror och baser, som definierade en syra som ett ämne som kan frigöra protoner (H + ) i lösning; under tiden uppgav han att en bas var vilken substans som helst som kan frigöra hydroxidjoner (OH – ).
Brønsted och Lowry utvecklade sedan sin egen teori, och modifierade Arrhenius-konceptet för en bas, men behöll det för en syra. Slutligen är det för närvarande accepterade begreppet surhet förmågan hos ett ämne med elektronbrist att acceptera ett elektronpar från en bas, och därmed bilda en dativ kovalent bindning .
Även om Lewis-konceptet med syror och baser är det bredaste och mest exakta, är dess största tillämpbarhet när man analyserar surhet och basicitet utanför vattenhaltiga medier. Eftersom en syralösning per definition är en vattenlösning av en syra, kommer Arrhenius-konceptet eller det från Brønsted och Lowry att räcka för att etablera ett mer adekvat koncept för syralösning.
Den joniska balansen av vatten
Surheten i en vattenlösning bestäms av två faktorer: syran, som fungerar som det lösta ämnet, och vattnet, som är lösningsmedlet. Mellan de två representerar vatten den viktigaste delen av begreppet surhet och basicitet. Detta beror på att vår mätskala för surhet, pH-skalan, kommer från jonbalansen i vatten, även kallad autoprotolys av vatten:
Vatten är vad vi anser vara ett neutralt ämne. Från stökiometrin från föregående reaktion vet vi att vatten producerar samma mängd hydronium- och hydroxidjoner, vilket gör att vi kan definiera en neutral lösning som en som, liksom vatten, har motsvarande koncentrationer av dessa två joner.
Definition av sur lösning baserad på de relativa koncentrationerna av hydronium- och hydroxidjoner
När man löser upp en syra som bidrar med en större mängd hydroniumjoner till lösningen än de som kommer från dissocieringen av vatten, påverkas vattnets jonbalans och den förskjuts mot reaktanterna, vilket minskar koncentrationen av hydroxidjoner i processen . Av denna anledning erhålls en lösning där det finns fler hydronium än hydroxider. Detta gör att följande definition kan fastställas:
En sur lösning definieras, ur kemisk synvinkel, som vilken vattenlösning som helst som innehåller en högre koncentration av hydroniumjoner än hydroxidjoner.
Definition av sur lösning baserat på koncentrationen av hydroniumjoner
Jämviktskonstanten från ovanstående ekvation kan användas för att bestämma jämviktskoncentrationerna av hydronium- och hydroxidjoner för vilken lösning som helst. När det gäller rent vatten eller någon neutral lösning, eftersom vi vet att båda koncentrationerna är lika, kan vi skriva att:
När koncentrationen av hydroniumjoner i en lösning ökar, minskar koncentrationen av hydroxidjoner nödvändigtvis för att hålla deras produkt lika med 10 -14 . Genom att kombinera detta faktum med den tidigare definitionen kan vi fastställa en annan ännu mer exakt definition endast i termer av koncentrationen av hydroniumjoner:
En sur lösning definieras som vilken vattenlösning som helst som innehåller en koncentration av hydroniumjoner som är större än 10-7 molar .
Denna definition innehåller implicit den tidigare definitionen, eftersom om koncentrationen av hydroniumjoner är större än 10-7, så måste den för hydroxidjoner nödvändigtvis vara mindre än 10-7 och därför mindre än den för hydroniumjonerna.
Definition av sur lösning baserad på pH-skalan
Slutligen kan vi bestämma när vi är i närvaro av en sur, basisk eller neutral lösning genom att använda pH-skalan som ett mått på surhetsgraden. En lösnings pH definieras, för en ideal lösning, som det negativa av logaritmen bas 10 av molkoncentrationen av hydroniumjoner i en lösning, det vill säga:
För en neutral lösning, vars hydroniumjonkoncentration är 10-7, har pH ett värde på 7. På grund av det negativa tecknet, när hydroniumjonkoncentrationen ökar, minskar pH faktiskt. Av denna anledning, för sura lösningar där, vi vet, hydroniumjonkoncentrationen är större än 10 -7 , kommer pH nödvändigtvis att vara mindre än 7. Följaktligen kan vi ge en fjärde definition av en sur lösning:
En sur lösning definieras som varje vattenlösning vars pH är lägre än 7.
Denna sista lösning är i sin tur den mest kortfattade, den enklaste och ändå den som implicit inkluderar alla andra definitioner som vi har presenterat här. Om pH är lägre än 7, kommer hydroniumkoncentrationen att vara större än 10-7, vilket innebär att det kommer att finnas en högre koncentration av hydroniumjoner än hydroxidjoner.
Referenser
- assolea. (2020, 2 maj). 7.6: pH-skalan . Hämtad från https://assolea.org/es/7-6-la-escala-de-ph/
- Brown, T. (2021). Kemi: The Central Science (11:e upplagan). London, England: Pearson Education.
- Chang, R., Manzo, Á. R., Lopez, PS, & Herranz, ZR (2020). Chemistry (10:e upplagan). New York, NY: MCGRAW-HILL.
- Flowers, P., Theopold, K., Langley, R., & Robinson, W. (2019a). 14.1 Brønsted-Lowry syror och baser – Kemi 2e . Hämtad från https://openstax.org/books/chemistry-2e/pages/14-1-bronsted-lowry-acids-and-bases
- pH och pOH . (2020, 30 oktober). Spanska LibreTexts. Hämtad från https://espanol.libretexts.org/@go/page/1911
