De 7 kenmerken van de belangrijkste zuren

Sommige van de kenmerken van zuren belangrijker zijn de fysieke eigenschappen, de kracht en het vermogen om bases te neutraliseren, onder anderen.

Zuren zijn chemische stoffen met het vermogen om een ​​hydronium-ion te doneren (H₃O⁺), of zoals het gewoonlijk een proton wordt genoemd (H⁺), in een waterig medium, of in staat om bindingen te vormen met hydroxide-ionen, of elke substantie die in staat is om een ​​paar elektronen te accepteren. 

Ze hebben vaak de algemene formule van H-A, waarbij H het proton is en "A" de generieke term is die wordt geassocieerd met het niet-protonische zuurgedeelte.

Oorspronkelijk kwamen onze concepten van zuurgraad van de oude Grieken die stoffen met "bittere smaak" definieerden als oxein, die in het Latijnse woord gemuteerd voor azijn, acetum, wat later "zuur" werd. 

Deze stoffen hadden niet alleen een bittere smaak, maar hadden ook het vermogen om de kleur van het lakmoespapier te veranderen.

De theoretische structurering van zuren begon toen de Franse chemicus Antoine Laurent Lavoisier (1743-1796) zijn aandacht richtte op de classificatie van zuren en basen. Zijn idee was dat alle zuren min of meer een bepaalde 'essentie' bevatten die verantwoordelijk was voor hun zuurgraad en niet alleen anders was.

Helaas heeft Lavoisier dat ten onrechte gedacht oxein-genic het was, zoals hij het noemde, het zuurstofatoom. Aan het begin van de 19e eeuw toonde de Engelse chemicus Humphry Davy (1778-1829) aan dat zuurstof niet verantwoordelijk kon zijn voor de zuurgraad, omdat er talloze zuren waren die geen zuurstof bevatten (LESNEY, 2003).

Het was decennia later dat het idee van zuurgraad geassocieerd met de aanwezigheid van waterstof werd voorgesteld door Justus von Liebig (1803-1873). Duidelijkheid werd naar het veld toen in 1890 Svante Arrhenius (1859-1927) gedefinieerd als de zuren "stoffen die waterstofkationen aan de oplossing" (Encyclopaedia Britannica, 1998).

Hoofdkenmerken van zuren

1- Fysieke eigenschappen

Zuren hebben een smaak die de redundantie waard is, zuur en hun geur verbrandt vaak de neusgaten.

Het zijn vloeistoffen met een kleverige of olieachtige textuur en hebben het vermogen om de kleur van lakmoespapier en oranje van methyl in rood te veranderen (Properties of Acids and Bases, S.F.).

2- Mogelijkheid om protonen te genereren

In 1923, de Deense chemicus Johannes Nicolaus Bronsted en het Engels chemicus Thomas Martin Lowry, introduceerde de theorie van de Bronsted en Lowry waarin staat dat elke verbinding die een proton kan overdragen aan een andere verbinding is een zuur (Encyclopædia Britannica, 1998). Bijvoorbeeld in het geval van zoutzuur:

HCl → H⁺ + cl^-

De theorie van Brønsted en Lowry verklaarde het zuurgedrag van bepaalde stoffen niet. In 1923 de Amerikaanse chemicus Gilbert Lewis stelt zijn theorie, waarbij een zuur wordt beschouwd als elke verbinding die, in een chemische reactie, geschikt verbinden van een paar gepaarde elektronen op een ander molecuul (Encyclopaedia Britannica, 1998) is.

Op deze manier ionen zoals Cu²⁺, het geloof²⁺ en het geloof³⁺ ze hebben het vermogen om paren van vrije elektronen te verbinden, bijvoorbeeld uit water om protonen te produceren op de volgende manier:

 Cu²⁺ + 2H₂O → Cu (OH)₂ + 2H⁺

3- Kracht van een zuur

De zuren worden geclassificeerd als sterke zuren en zwakke zuren. De sterkte van een zuur is geassocieerd met zijn evenwichtsconstante, vandaar dat voor het geval van zuren genoemde constanten zuurconstanten Ka worden genoemd.

Aldus hebben sterke zuren een grote zuurgraadconstante, zodat ze de neiging hebben volledig te dissociëren. Voorbeelden van deze zuren zijn zwavelzuur, zoutzuur en salpeterzuur, waarvan de zuurconstantes zo groot zijn dat ze niet in water kunnen worden gemeten.

Aan de andere kant is een zwak zuur een zuur waarvan de dissociatieconstante laag is, dus het is in chemisch evenwicht. Voorbeelden van deze zuren zijn azijnzuur en melkzuur en salpeterigzuur waarvan de zuurconstanten in de orde van grootte van 10% zijn.^-4. Figuur 1 toont de verschillende zuurgraadconstanten voor verschillende zuren.

4- pH minder dan 7

De pH-schaal meet het niveau van alkaliteit of zuurgraad van een oplossing. De schaal varieert van nul tot 14. Een pH lager dan 7 is zuur. Een pH groter dan 7 is basaal. Het middelpunt 7 vertegenwoordigt een neutrale pH. Een neutrale oplossing is niet zuur of alkalisch.

De pH-schaal wordt verkregen volgens de concentratie van H⁺ in de oplossing en is omgekeerd evenredig daaraan. Zuren verlagen de pH van een oplossing door de protonenconcentratie te verhogen.

5- Mogelijkheid om bases te neutraliseren

Arrhenius, in zijn theorie, stelt voor dat de zuren, in staat om protonen te genereren, reageren met de hydroxylen van de basen om zout en water te vormen op de volgende manier:

HCl + NaOH → NaCl + H₂O.

Deze reactie wordt neutralisatie genoemd en is de basis van de analytische techniek genaamd titratie (Bruce Mahan, 1990).

6- Reductie van de oxidecapaciteit

Gezien het vermogen om geladen soorten te produceren, worden zuren gebruikt als een middel voor elektronenoverdracht in redoxreacties.

Zuren hebben ook de neiging om te krimpen omdat ze het vermogen hebben om vrije elektronen te accepteren. De zuren bevatten H-ionen⁺. Ze hebben de neiging om elektronen te nemen en waterstofgas te vormen.

2H⁺ +2e^- → H₂

Metalen hebben geen strakke controle over hun elektronen. Ze laten hen zonder veel moeite achter en vormen metaalionen.

Geloof → Geloof²⁺+2e^-

Dus wanneer je een ijzeren spijker in een zuur plaatst, de H-ionen ⁺ ze pakken elektronen uit ijzer. IJzer verandert in oplosbare Fe-ionen^{2 +}, en het vaste metaal verdwijnt geleidelijk. De reactie is:

Fe + 2H⁺ → Geloof²⁺+ H₂

Dit staat bekend als zuurcorrosie. Zuren corroderen metalen niet alleen door ze op te lossen, ze reageren ook met organische verbindingen zoals die waaruit het celmembraan bestaat.

Deze reactie is meestal exotherm, wat ernstige brandwonden veroorzaakt bij contact met de huid, dus dit type substantie moet voorzichtig worden behandeld. Figuur 3 is de veiligheidscode wanneer een stof bijtend is.

7- Zure katalyse

De versnelling van een chemische reactie door de toevoeging van een zuur is bekend als zure katalyse. Genoemd zuur wordt niet verbruikt in de reactie.

De katalytische reactie kan specifiek zijn voor het zuur, zoals in het geval van de ontleding van sucrosesuiker in glucose en fructose in zwavelzuur, of het kan algemeen zijn voor elk zuur.

Het mechanisme van de reacties gekatalyseerd door zuur en base verklaard uit het concept van zuren en basen Bronsted-Lowry als een waarin een initiële verplaatsing van protonen van een zure katalysator aan de reactant (Encyclopaedia Britannica, 1998).

In het algemeen worden reacties waarbij een elektrofiel is betrokken gekatalyseerd in een zuur medium, ofwel elektrofiele toevoegingen of substituties..

Voorbeelden van zure katalyse nitreren van benzeen in aanwezigheid van zwavelzuur (figuur 4a), de hydratatie van etheen tot ethanol (figuur 4b), veresteringsreacties (figuur 4c) en hydrolyse van de ester (4d) (Clark, 2013 ).

referenties

1. Bruce Mahan, R. M. (1990). Chemie college cursus vierde editie. Wilmington: Addison-Wesley Iberoamericana S.A..
2. Clark, J. (2013, 20 december). Voorbeelden van zure katalyse in organische chemie. Opgehaald in chem.libretexts.org.
3. Encyclopædia Britannica. (1998, 20 juli). Zuur-base katalyse. Hersteld van britannica.com.
4. Encyclopædia Britannica. (1998, 21 december). Arrhenius-theorie. Hersteld van britannica.com.
5. Encyclopædia Britannica. (1998, 20 juli). Brønsted-Lowry-theorie. Hersteld van britannica.com.
6. Encyclopædia Britannica. (1998, 20 juli). Lewis-theorie. Hersteld van britannica.com.
7. LESNEY, M. S. (2003, maart). Chemistry Chronicles A Basic History of Acid- Van Aristoteles tot Arnold. Teruggeplaatst van pubs.acs.org.
8. Eigenschappen van zuren en basen. (S.F.). Opgehaald van sciencegeek.net.