Syrer, baser og salter

Syrer og baser er vanlige stoffer Syrer finner vi i mange matvarer. Baser finner vi ofte blant vaskemidler.

Brønsteds definisjoner: En syre kan gi fra seg H + -ioner. En base kan gi ta opp H + -ioner.

Protolyser I en protolyse går det et H + -ion fra et stoff til et annet. I vannløsning er det alltid et vannmolekyl som gir fra seg eller tar opp H +. Når en syre gir fra seg H +, blir resten av syra til den korresponderende basen. Her er A - den korresponderende basen til HA.

Vannets egenprotolyse Vann er en amfolytt, og kan virke både som en syre og som en base.

Sterke syrer og baser En sterk syre eller base er spaltet fullstendig i ioner. HCl + H 2 O → H 3 O + + Cl -

pH-skalaen pH er definert som pH = -log[H 3 O + ] Sure løsninger har pH < 7 Basiske løsninger har pH > 7

pH-beregninger i sterke syrer Vi regner at alle syremolekylene er spaltet i ioner. For en enprotisk syre HA gjelder da at [H 3 O + ] = [HA]

Av vannets egenprotolyse kan vi utlede at pH + pOH = 14

pH-beregninger i sterke baser I sterke baser finner vi først [OH - ], og deretter pOH og pH. Husk på at mange sterke baser er toprotiske! Ca(OH) 2  Ca OH -

pH-beregninger i svake syrer I en svak syre er bare en liten del av syremolekylene spaltet i ioner. CH 3 COOH + H 2 O H 3 O + + CH 3 COO - For å regne ut pH, må vi bruke syrekonstanten K a. Den er definert ved

pH-beregninger i svake baser I en svak base er bare en liten del av basemolekylene spaltet i ioner. NH 3 + H 2 O NH OH - For å regne ut pH, må vi bruke basekonstanten K b. Den er definert ved

Sammenhengen mellom K a og K b Mellom syrekonstanten K a for en svak syre og basekonstanten K b for den korresponderende basen har vi følgende sammenheng: K a ∙ K b = 1,0 ∙ 10 −14 (mol/L) 2

Sure og basiske salter For salter har vi følgende regler for sure og nøytrale kationer: Enverdige metallioner og de toverdige ionene i gruppe II er pH-nøytrale. De andre toverdige metallionene og metallioner med høyere ladning er sure.

Dette ser vi på bildet:

For salter har vi følgende regler for sure, nøytrale og basiske anioner: Sure anioner finner vi hos mellom- produktene ved protolyse av flerprotiske syrer. Eksempel: HSO 4 - pH-nøytrale anioner har sterke korresponderende syrer. Eksempel: Cl - Basiske anioner har svake korresponderende syrer. Eksempel: CN -

Sure og basiske oksider Oksider kan være både sure og basiske. Sure oksider er oksider som løses i vann og danner en sur løsning eller som løses i sterke baser. Eks: SO 2 Basiske oksider er oksider som løses i vann og danner en basisk løsning eller som løses i sterke syrer. Eks: CaO

Nøytraliseringer En nøytralisering er en reaksjon mellom en syre og en base. Det dannes da vann og et salt: HCl + NaOH → H 2 O + NaCl Når vi skal bestemme styrken på en syre, kan vi gjøre dette ved å titrere den mot en base med kjent konsentrasjon.

Indikatorer En syre-baseindikator er et stoff som har ulik farge i sur og basisk løsning. Mange plantefarger er avhengige av surheten i jorda og i cellesaftene.

Kjemisk er indikatoren en svak, organisk syre der syra og den korresponderende basen har ulik farge. HIn + H 2 O  H 3 O + + In - En indikator har blandingsfargen mellom HIn og In - (”slår om”) når pH i løsningen = pK In.

Omslagsområder for indikatorer

Titrerkurver Dersom vi framstiller pH som funksjon av tilsatt mengde med titrermiddel, får vi en titrerkurve. For analysen sterk syre mot sterk base ser kurven slik ut:

For analysen sterk syre mot sterk base ser titrerkurven slik ut:

Indikatorvalg i titreringer Prinsippet er at vi skal velge en indikator som har omslagsområde så nær pH- verdien ved ekvivalenspunktet som mulig. Titrerer vi en sterk syre mot en sterk base, får vi dannet et nøytralt salt. Vi bruker for eksempel BTB som indikator, da den slår om ved pH = 7.

Titrerer vi en svak syre mot en sterk base, får vi laget et basisk salt. Vi bruker da for eksempel fenolftalein som indikator, da den slår om ved pH > 7.