Седьмой класс → Кислоты, Щелочи и Соли ↓
Сильные и слабые кислоты и основания
В этом детальном объяснении мы окунемся в мир сильных и слабых кислот и оснований. Кислоты и основания – это вещества, с которыми мы часто сталкиваемся в нашей повседневной жизни. Они могут быть найдены в бытовых предметах, продуктах питания и даже в наших собственных телах. Давайте узнаем, почему некоторые кислоты и основания сильные, а другие считаются слабыми.
Что такое кислоты и основания?
Сначала давайте определим, что такое кислоты и основания. Эти вещества являются частью широкой категории химических веществ, обладающих специфическими свойствами. Кислоты – это вещества с кислым вкусом, меняющие синий лакмус на красный и образующие ионы водорода (H +
) в воде. Основания, напротив, имеют горький вкус, мыльные на ощупь, меняют красный лакмус на синий и выделяют гидроксид-ионы (OH -
) в воде.
Кислота: HCl → H + + Cl -
Основание: NaOH → Na + + OH -
Примеры из повседневной жизни включают лимонный сок (кислый) и пищевую соду (щелочная).
Сильные и слабые кислоты
Сильные кислоты
Сильные кислоты – это те, которые полностью диссоциируют в воде. Это означает, что почти все молекулы в сильной кислоте распадаются на ионы. Из-за полной диссоциации сильные кислоты очень хорошо проводят электрический ток и более реакционноспособны.
К общим примерам сильных кислот относятся:
HCl
(соляная кислота)HNO3
(азотная кислота)H2SO4
(серная кислота)
Визуальные объяснения
Как показано выше, HCl
полностью диссоциирует на ионы H +
и Cl -
.
Слабые кислоты
Слабые кислоты не полностью диссоциируют на ионы в воде. Вместо этого только небольшая часть молекул слабой кислоты диссоциирует. Таким образом, они менее эффективны в проведении электрического тока и обычно менее реакционноспособны.
Примеры слабых кислот включают:
CH3COOH
(уксусная кислота)H2CO3
(угольная кислота)H3PO4
(фосфорная кислота)
Визуальные объяснения
В случае уксусной кислоты только несколько молекул диссоциирует на ионы H +
и CH3COO-
.
Сильные и слабые основания
Сильные основания
Сильные основания, как и сильные кислоты, полностью диссоциируют в воде, образуя большое количество гидроксидов. Они хорошо проводят электрический ток и очень реакционноспособны.
К общим примерам относятся:
NaOH
(гидроксид натрия)KOH
(гидроксид калия)Ca(OH)2
(гидроксид кальция)
Визуальные объяснения
В приведенной выше иллюстрации показано, как NaOH
распадается на ионы Na +
и OH -
.
Слабые основания
Слабые основания только частично диссоциируют в воде. Они производят меньше гидроксидов, что делает их плохими проводниками электрического тока.
Примеры слабых оснований:
NH3
(аммиак)C5H5N
(пиридин)
Визуальные объяснения
Как показано, NH3
частично диссоциирует в воде на ионы NH4 +
и OH -
.
Важность pH для сильных и слабых кислот и оснований
Шкала pH помогает понять силу кислот и оснований. Шкала варьируется от 0 до 14. pH меньше 7 указывает на кислоту, тогда как pH больше 7 указывает на основание. pH равный 7 является нейтральным, как у чистой воды.
- Сильные кислоты имеют значение pH близкое к 0 (например,
HCl
может иметь значение pH около 1). - Слабые кислоты имеют значение pH близкое к 7 (например,
CH3COOH
может иметь значение pH от 4 до 5). - Сильные основания имеют значение pH близкое к 14 (например,
NaOH
может иметь значение pH около 13). - Слабые основания имеют значение pH близкое к 7 (например,
NH3
может иметь значение pH от 9 до 11).
Применение сильных и слабых кислот и оснований
Кислоты и основания имеют широкий спектр применения в реальном мире, от промышленных процессов до повседневного использования в домашних условиях.
Сильные кислоты
- Соляная кислота (HCl): Используется в обработке стали и производстве хлоридов и удобрений.
- Серная кислота (H2SO4): Обычно используется в автомобильных аккумуляторах и химическом производстве.
Слабые кислоты
- Уксусная кислота (CH3COOH): Содержится в уксусе и используется как консервант пищи.
- Угольная кислота (H2CO3): Образуется в газированных напитках, когда
CO2
растворяется в воде.
Сильные основания
- Гидроксид натрия (NaOH): Используется в производстве мыла и средств для прочистки водостоков.
- Гидроксид калия (KOH): Используется в косметике и как электролит в батареях.
Слабые основания
- Аммиак (NH3): Используется как чистящее средство и предшественник удобрений.
Заключение
Понимание разницы между сильными и слабыми кислотами и основаниями помогает нам понять их разнообразные применения и воздействие на повседневную жизнь. Сильные кислоты и основания полностью диссоциируют в воде, тогда как слабые нет. Эта разница играет важную роль в их поведении, использовании и мерах безопасности, необходимых при их обращении.
Знание о pH и диссоциации важно во многих научных областях и промышленных приложениях. Осознавая это, мы можем безопасно и эффективно использовать кислоты и основания в различных ситуациях, делая их незаменимыми в нашей повседневной жизни.