bg‑azure

Co to jest kwas i zasada?

Kwasy to grupa związków o podobnych właściwościach, takich jak kwaśny smak, zdolność do roztwarzania wybranych metali czy charakterystyczna barwa ich roztworów w obecności wskaźników. Analogiczną grupę stanowią substancje będące „przeciwnikami” kwasów, czyli zasady. Połączenie kwasów i zasad powoduje zanik ich cech. Reakcję pomiędzy kwasem a zasadą nazywa się zobojętnianiem.

bg‑gray1

Teoria kwasów i zasad BrønstedaLowry’ego

Istnieje wiele teorii kwasów i zasad, które różnią się sposobem definiowania obu pojęć. Jedną z najpopularniejszych jest teoria kwasów i zasad ogłoszona w 1923 r. niezależnie przez duńskiego chemika Johannesa Brønsteda i brytyjskiego Martina Lowry’ego. Z uwagi na bardziej dokładne opracowanie tej teorii przez pierwszego z nich często nazywa się ją tylko nazwiskiem Brønsteda.

Według tej teorii kwasem jest każdy związek lub jon zdolny do oddania jonu wodoru. Zasadą jest związek lub jon zdolny do przyjęcia jonu wodoru. Oznaczając kwas jako HA a zasadę jako B można zapisać równania obrazujące transfer jonu wodoru:

HAH++A-

gdzie:

  • HA – kwas (donor jonu wodoru)

  • H+ – jon wodoru

  • A- – zasada (akceptor jonu wodoru)

H++BBH+

gdzie:

  • H+ – jon wodoru

  • B – zasada

  • BH+ – kwas (donor jonu wodoru)

Każdy kwas oddając jon wodoru staje się zasadą, a każda zasada przyjmując ten jon staje się kwasem.

W roztworach najczęściej dochodzi jednak do reakcji pomiędzy kwasem HA, a niesprzężoną z nią zasadą B. Równanie wtedy przyjmuje postać:

Rb26YSKM9JdBo
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Takie reakcje pomiędzy kwasem i zasadą Brønsteda nazywamy reakcjami protolitycznymi.

W roztworach może dochodzić również do reakcji kwasów lub zasad z rozpuszczalnikiem, np. wodą:

R1ScEskajlz66
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.
Ważne!

W pierwszym równaniu woda pełni funkcję zasadyzasada wg teorii Brønsteda‑Lowry’egozasady, a w drugim kwasukwas wg teorii Brønsteda‑Lowry’egokwasu. Woda może więc pełnić zarówno funkcję kwasu, jak i zasady. Substancje mogące pełnić obie te funkcje nazywamy amfiprotycznymisubstancja amfiprotycznaamfiprotycznymi.

Ćwiczenie 1

Napisz równanie reakcji protolitycznej zachodzącej pomiędzy kwasem Brønsteda HSO 4 a zasadą Brønsteda: PO 4 3

R1UuVQtPIKima
(Uzupełnij).
R3byjGUNN1dut
(Uzupełnij).
Ćwiczenie 2

Zmieszano wodny roztwór amoniaku z kwasem bromowodorowym. Napisz równanie reakcji zachodzącej pomiędzy cząsteczkami NH 3 HBr. Zaznacz sprzężone pary kwas‑zasada.

R1UuVQtPIKima
(Uzupełnij).
R1MQc69xB7Ouj
(Uzupełnij).
Ćwiczenie 3

Przeprowadzono reakcję jonu wodorowęglanowego z wodą, w której woda pełni rolę zasady. Zapisz równanie reakcji oraz wzory dwóch sprzężonych par kwas‑zasada dla tego równania.

R1UuVQtPIKima
(Uzupełnij).
R15KtJ1XitmmW
(Uzupełnij).
bg‑azure

Autodysocjacja (autoprotoliza)

Autodysocjacja (autoprotoliza)autodysocjacja (autoprotoliza)Autodysocjacja (autoprotoliza) to proces, w którym dwie cząsteczki związku chemicznego reagują ze sobą tworząc jony. Najpopularniejszym przykładem tego procesu jest autodysocjacja wody:

RlrsavpwFXUkk
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Proces audodysocjacji wody zachodzi w bardzo niewielkim stopniu. Stężenie jonów oksoniowych oraz wodorotlenkowych w wodzie destylowanej w temperaturze 25°C wynosi zaledwie 10-7moldm3.

Ćwiczenie 4

Zapisz równanie procesu autodysocjacji dla amoniaku.

R1UuVQtPIKima
(Uzupełnij).
RjE70c6zzRq0L
(Uzupełnij).
Ćwiczenie 5

Bezwodny kwas siarkowy(VI), podobnie jak cząsteczki wody, wykazuje zdolność do ulegania procesowi autoprotolizy (autodysocjacji):

2 H2SO4H3SO4++HSO4-

Wartość stałej równowagi tego procesu w warunkach pokojowych wynosi ok. 3·10Indeks górny -4.

Dla procesu autoprotolizy kwasu siarkowego(VI) napisz wzory kwasów i zasad tworzących w tej reakcji sprzężone pary Brønsteda. Uzupełnij poniższą tabelę.

RNovZdE2ceIYr
Wybierz jedno nowe słowo poznane podczas dzisiejszej lekcji i ułóż z nim zdanie.

Uzupełnij poniższe zdania.

RSeOpvpOhqUHg
Bezwodny kwas siarkowy(VI) wykazuje większą/mniejszą zdolność do autoprotolizy niż woda. Oznacza to, że stężenia molowe jonów powstających w czasie autodysocjacji H2SO4 przyjmują wartości (większe / mniejsze) od stężeń jonów powstających w czasie autodysocjacji wody w analogicznych warunkach, stąd w konsekwencji bezwodny kwas siarkowy(VI) wykazuje (większą / mniejszą) zdolność do przewodzenia prądu elektrycznego niż czysta woda

Słownik

autodysocjacja (autoprotoliza)
autodysocjacja (autoprotoliza)

proces dysocjacji związku chemicznego w rozpuszczalniku, którym jest ten związek

teoria BrønstedaLowry’ego
teoria BrønstedaLowry’ego

jedna z teorii definiujących kwasy i zasady i opisujących reakcję między nimi

kwas wg teorii BrønstedaLowry’ego
kwas wg teorii BrønstedaLowry’ego

związek chemiczny lub jon zdolny do oddania jonu wodoru/donor jonu wodoru

zasada wg teorii BrønstedaLowry’ego
zasada wg teorii BrønstedaLowry’ego

związek chemiczny lub jon zdolny do przyjęcia jonu wodoru/akceptor jonu wodoru

substancja amfiprotyczna
substancja amfiprotyczna

substancja mogąca być zarówno kwasem jak i zasadą w teorii Brønsteda-Lowry’ego