Uvjeti i definicije kiselina i baza

Postoji nekoliko metoda definiranja kiselina i baze. Iako se te definicije ne protive jedna drugoj, one se razlikuju po njihovoj uključenosti. Najčešće definicije kiselina i baza su Arrenijeve kiseline i baze, Brønsted-Lowryjeve kiseline i baze, te Lewisove kiseline i baze. Antoine Lavoisier, Humphry Davy i Justus Liebig također su napravili zapažanja o kiselinama i bazama, ali nisu formalizirali definicije.

Arrenijeva teorija kiselina i baze datiraju iz 1884. godine, nadolazeći na njegovo opažanje da soli, poput natrijevog klorida, disociraju na ono što je nazvao ioni kada se stavi u vodu.

• kiseline proizvode H⁺ ioni u vodenim otopinama
• baze proizvode OH^- ioni u vodenim otopinama
• potrebna je voda, pa samo dopušta za vodene otopine
• dopuštene su samo protonske kiseline; potreban za proizvodnju vodikovih iona
• dopuštene su samo hidroksidne baze

Brønstedova ili Brønsted-Lowryjeva teorija opisuje kiselo-bazne reakcije kao kiselinu koja oslobađa protone i bazu koja prihvaća

• kiseline su donatori protona
• baze su protonski akceptori
• vodene otopine su dopuštene
• baze osim hidroksida su dopuštene
• dopuštene su samo protonske kiseline

Lewisova teorija kiselina i baza najmanje je restriktivan model. Uopće se ne bavi protonovima, već se bavi isključivo parovima elektrona.

• kiseline su akceptori para elektrona
• baze su donori elektronskih para
• definicije kisele baze

Robert Boyle opisao kvalitete kiseline i baze godine 1661. S ovim se karakteristikama može lako razlikovati dvije kemikalije koje se postavljaju bez provođenja kompliciranih ispitivanja:

• okus kiseli (ne kušajte ih!) - riječ 'kiselina' dolazi od latinskog acere, što znači "kiselo"
• kiseline su korozivne
• kiseline mijenjaju lakmus (plava biljna boja) iz plave u crvenu
• njihove vodene (vodene) otopine provode električnu struju (jesu elektroliti)
• reagiraju s bazama kako bi tvorili soli i vodu
• Evolve vodikov plin (H₂) reakcijom s aktivnim metalom (poput alkalnih metala, zemnoalkalijskih metala, cinka, aluminija)

Uobičajene kiseline

• limunska kiselina (od određenog voća i povrća, osobito od agruma)
• askorbinska kiselina (vitamin C, kao iz određenog voća)
• ocat (5% octena kiselina)
• ugljična kiselina (za gaziranje bezalkoholnih pića)
• mliječna kiselina (u mlijeku)

• okus gorak (nemojte ih kušati!)
• osjetite se sklizak ili sapun (nemojte ih samovoljno dodirivati!)
• baze ne mijenjaju boju lakmusa; mogu se crveni (zakiseljeni) lakmusi vratiti u plavu
• njihove vodene (vodene) otopine vode električnu struju (jesu elektroliti)
• reagiraju s kiselinama kako bi tvorili soli i vodu

Zajedničke baze

• deterdženti
• sapun
• lužnica (NaOH)
• amonijak u domaćinstvu (vodeni)

čvrstoća kiselina i baza ovisi o njihovoj sposobnosti disocijacije ili probijanja svojih iona u vodi. Jaka kiselina ili jaka baza u potpunosti se disocira (npr. HCl ili NaOH), dok slaba kiselina ili slaba baza samo djelomično disociraju (npr. Octena kiselina).

Konstanta disocijacije kiseline i konstanta disocijacije baze pokazuju relativnu snagu kiseline ili baze. Konstanta disocijacije kiseline K je ravnoteža ravnoteže kiselo-bazične disocijacije:

HA + H₂O ⇆ A^- + H₃O⁺

gdje je HA kiselina i A^- je konjugirana baza.

K = [A^-] [H₃O⁺] / [HA] [H₂O]

Koristi se za izračunavanje pK, logaritamska konstanta:

pk = - zapisnik₁₀ K

Što je veći pK vrijednost, što je manja disocijacija kiseline i slabija je kiselina. Jake kiseline imaju pK od manje od -2.