Indhold:
Definition syrer og baser
Korresponderende syre-base par
pH - begrebet
Vands autohydronolyse
Syrestyrke
pH beregning stærke syrer og baser
pH beregning middelstærke og svage syrer
pH beregning middelstærke og svage baser
Definition syrer og baser
Syrer og baser har alle hørt om på et tidspunkt i deres hverdag. Det kan være, når saltsyre anvendes til at afkalke en elkedel eller i Masterchef når kokkene udtaler, "der mangler syre". For hvad er en syre og en base egentlig. Det skal vi kigge nærmere på i dette afsnit.
Syrer og baser kan henholdsvis afgive eller optage en hydron. En hydron er en hydrogenion, H+. Det vil sige et hydrogatom, der har afgivet en elektron. Tilbage er kun en proton. En hydron er faktisk kun en proton. I syre-base kemien sker en hydronoverførdsel fra en syre til en base. Der afgives en proton fra syren til basen.
| Figur 1. Hydrogen bliver til en hydron ved at afgive en elektron. Elektronen afgives til syren, som bliver negativ. |
En syre er et atom eller molekyle, der kan afgive en hydron.
Eddikesyre kan afgive en hydron til vand. Eddikesyren bliver omdannet til den korresponderende base.
CH3COOH (aq) + H2O (l) → CH3COO- (aq) + H3O+ (aq)
Figur 1. Reaktionsskema der viser eddikesyre afgiver en hydron til vand.
Figur 2. Eddikesyre afgiver en hydron til vand. Vand optræder som en base i det der optages en hydron.
En base er et atom eller molekyle, der kan optage en hydron.
Ammonika kan optage en hydron fra vand. Ammoniak bliver omdannet til ammonium.
NH3 (aq) + H2O (l) → NH4+ (aq) + OH- (aq)
| Figur 3. Reaktionsskema der viser ammoniak optager en hydron fra vand. |
| Figur 4. Ammoniak optager en hydron fra vand. Vand optræder som en syre, der afgiver en hydron. |
Syrer og baser eksisterer kun i vandige opløsninger. En syre eller base er opløst i vand, og vil have en bestem koncentration. F.eks kan der stå på flasken at eddikesyren har en koncentration på 0,1 M. M er en forkortelse for molære og betyder mol/L.
Simulationen herunder kan vise forskellige koncentrationer. Aktiver vinduet og tryk SPACE. Indtast en koncentration på 0.1 M og efterfølgende på 1 M. Hvad er forskellen?
Figur 5. Simulationen viser forskellige koncentrationer af et stof opløst i vand. Tryk SPACE for at indtaste en koncentration.
Korresponderende syre-base par
Et korresponderende syre-base par opstår, når en syre eller base har afgivet eller optaget en hydron. Når en syre afgiver en hydron dannes den korresponderende base, og når en base optager en hydron dannes den korresponderende syre.
Når eddikesyre reagerer med vand dannes den korresponderende base og syre:
CH3COOH (syre) + H2O (base) ⇋ CH3COO- (base) + H3O+ (syre)
| Figur 6. Korresponderende syre-basepar for eddikesyre og vand. Eddikesyre bliver omdannet til den korresponderende base, acetation, Vand bliver til den korresponderende syre, oxoniumion. |
Det bliver til en korresponderende syre eller base, da acetationen nu kan optage en hydron fra oxonium. Den modsatte reaktion:
CH3COO- (base) + H3O+ (syre) ⇋ CH3COOH (syre) + H2O (base)
| Figur 7. Den modsatte reaktion kan forløbe. Acetationen reagerer nu med oxonium og danner eddikesyre og vand. |
HCl (syre) + H2O (base) → Cl- (base) + H3O+ (syre)
| Figur 8. Korresponderende syre basepar for saltsyre og vand. Den korresponderende base Cl- og korresponderende syre H3O+. |
En syres korresponderende base er altså den base, der dannes, når syren har afgivet en hydron, og en bases korresponderende syre er altså den syre, der dannes, når basen har optaget en hydron.
pH - begrebet
pH angiver en opløsnings surhedsgrad. En opløsnings pH værdien er defineret minus totalslogaritmen til koncentrationen af oxoniumioner i opløsningen. pH = -log [H3O+].
Syrer og basers styrke
Om den modsatte reaktion sker afhænger af syren og basens styrke. Saltsyre er en stærk syre og reaktionen vil ske fuldstændig, og der er kun en pil i reaktionsskemaet. En stærk syre eller base vil ikke reagere den modsatte vej. Ved en svag syre eller base vil der opstå en ligevægt mellem reaktanter på den ene side og produkterne på den anden side. Der benyttes ligevægtspile, som viser at reaktionen ikke er forløbet til ende, men er en blanding af reaktanter og produkter.
CH3COOH (syre) + H2O (base) ⇋ CH3COO- (base) + H3O+ (syre)
| Figur 9. Reaktionsskema skrevet med ligevægtspile, der viser, at det ikke er en fuldstændig reaktion. |
Opgaver
Korresponderende syre-basepar.