7 ลักษณะของกรดที่สำคัญที่สุด

บางส่วนของ ลักษณะของกรด ที่สำคัญกว่านั้นคือคุณสมบัติทางกายภาพความแข็งแกร่งและความสามารถในการต่อต้านฐานในหมู่คนอื่น ๆ.

กรดเป็นสารเคมีที่มีความสามารถในการบริจาคไฮโดรเนียมไอออน (H)₃O⁺) หรือที่เรียกกันทั่วไปว่าโปรตอน (H)⁺) ในตัวกลางที่เป็นน้ำหรือสามารถสร้างพันธะด้วยไฮดรอกไซด์ไอออนหรือสารใด ๆ ที่สามารถรับอิเล็กตรอนหนึ่งคู่. 

พวกเขามักจะมีสูตรทั่วไปของ H-A โดยที่ H คือโปรตอนและ "A" เป็นคำทั่วไปที่เกี่ยวข้องกับส่วนของกรดที่ไม่ใช่โปรตอน.

ในขั้นต้นแนวคิดของเราเกี่ยวกับความเป็นกรดนั้นมาจากชาวกรีกโบราณที่นิยามสารที่มีรสขม oxein, ซึ่งกลายพันธุ์ในคำภาษาละตินสำหรับน้ำส้มสายชู acetum ซึ่งต่อมากลายเป็น "กรด". 

สารเหล่านี้ไม่เพียง แต่มีรสขม แต่ยังมีคุณสมบัติในการเปลี่ยนสีของกระดาษลิตมัส.

โครงสร้างทางทฤษฎีของกรดเริ่มต้นขึ้นเมื่อนักเคมีชาวฝรั่งเศส Antoine Laurent Lavoisier (1743-1796) หันความสนใจของเขาไปที่การจำแนกประเภทของกรดและเบส ความคิดของเขาคือกรดทั้งหมดมี "แก่นแท้" ที่มีความรับผิดชอบต่อความเป็นกรดมากขึ้นหรือน้อยลงและไม่แตกต่างกัน.

น่าเสียดายที่ Lavoisier คิดผิดว่าเป็นสาร oxein-Genic ในขณะที่เขาเรียกมันว่าอะตอมออกซิเจน ในตอนต้นของศตวรรษที่ 19 นักเคมีชาวอังกฤษ Humphry Davy (1778-1829) แสดงให้เห็นว่าออกซิเจนไม่สามารถรับผิดชอบต่อความเป็นกรดได้เนื่องจากมีกรดจำนวนมากที่ไม่มีออกซิเจน (LESNEY, 2003).

หลายทศวรรษต่อมาแนวคิดของความเป็นกรดที่เกี่ยวข้องกับการปรากฏตัวของไฮโดรเจนถูกเสนอโดย Justus von Liebig (1803-1873) ความชัดเจนถูกนำไปยังสนามเมื่อในปี 1890, Svante August Arrhenius (1859-1927) กำหนดกรดเป็น "สารที่ส่งไฮโดรเจนไอออนบวกกับสารละลาย" (Encyclopædia Britannica, 1998).

ลักษณะสำคัญของกรด

1- คุณสมบัติทางกายภาพ

กรดจะมีรสชาติคุ้มค่ากับความซ้ำซ้อนกรดและกลิ่นของมันมักจะทำให้รูจมูกไหม้.

พวกเขาเป็นของเหลวที่มีเนื้อเหนียวหรือมันและมีความสามารถในการเปลี่ยนสีของกระดาษลิตมัสและสีส้มจากเมธิลเป็นสีแดง (คุณสมบัติของกรดและเบส, S.F. ).

2- ความสามารถในการสร้างโปรตอน

ในปี พ.ศ. 2466 นักเคมีชาวเดนมาร์กโยฮันเนสนิโคลัสบรูนสเต็ดและนักเคมีชาวอังกฤษโทมัสมาร์ตินโลว์รีย์ได้นำทฤษฎีของบรอนสเต็ดและโลว์รีย์ยืนยันว่าสารประกอบใดก็ตามที่สามารถถ่ายโอนโปรตอนไปยังสารประกอบอื่น ๆ ตัวอย่างเช่นในกรณีของกรดไฮโดรคลอริก:

HCl → H⁺ + Cl^-

ทฤษฎีของBrønstedและ Lowry ไม่ได้อธิบายพฤติกรรมของกรดของสารบางชนิด ในปี 1923 นักเคมีชาวอเมริกัน Gilbert N. Lewis แนะนำทฤษฎีของเขาซึ่งกรดถือว่าเป็นสารประกอบใด ๆ ที่ในปฏิกิริยาทางเคมีมีความสามารถในการเข้าร่วมอิเล็กตรอนคู่ที่ไม่ได้ใช้ร่วมกันในโมเลกุลอื่น (Encyclopædia Britannica, 1998).

ด้วยวิธีนี้ไอออนเช่น Cu²⁺, ความศรัทธา²⁺ และความศรัทธา³⁺ พวกเขามีความสามารถในการจับคู่อิเล็กตรอนอิสระตัวอย่างเช่นจากน้ำเพื่อผลิตโปรตอนด้วยวิธีต่อไปนี้:

 ลูกบาศ์ก²⁺ + 2H₂O → Cu (OH)₂ + 2H⁺

3- ความแข็งแรงของกรด

กรดจัดเป็นกรดแก่และกรดอ่อน ความแข็งแรงของกรดมีความสัมพันธ์กับค่าคงที่สมดุลดังนั้นในกรณีของกรดกล่าวว่าค่าคงที่จะมีชื่อว่า acidity constants Ka.

ดังนั้นกรดที่แข็งแกร่งจึงมีค่าความเป็นกรดมากดังนั้นจึงมีแนวโน้มที่จะแยกตัวออกจากกันอย่างสมบูรณ์ ตัวอย่างของกรดเหล่านี้คือกรดซัลฟูริกกรดไฮโดรคลอริกและกรดไนตริกซึ่งค่าคงที่ของกรดมีขนาดใหญ่มากจนไม่สามารถวัดได้ในน้ำ.

ในทางกลับกันกรดอ่อนเป็นกรดที่มีค่าคงที่การแยกตัวต่ำดังนั้นจึงมีความสมดุลทางเคมี ตัวอย่างของกรดเหล่านี้คือกรดอะซิติกและกรดแลคติคและกรดไนตรัสซึ่งมีค่าคงที่ของกรดอยู่ในลำดับ 10%^-4. รูปที่ 1 แสดงค่าคงที่ความเป็นกรดต่างกันสำหรับกรดต่างๆ.

4- pH ต่ำกว่า 7

ระดับ pH วัดระดับความเป็นด่างหรือความเป็นกรดของสารละลาย มาตราส่วนแตกต่างจากศูนย์ถึง 14 ค่า pH ที่น้อยกว่า 7 เป็นกรด ค่า pH ที่มากกว่า 7 เป็นค่าพื้นฐาน จุดกึ่งกลาง 7 แทนค่า pH ที่เป็นกลาง วิธีการแก้ปัญหาที่เป็นกลางไม่เป็นกรดหรือด่าง.

ได้ค่า pH ตามระดับความเข้มข้นของ H⁺ ในการแก้ปัญหาและเป็นสัดส่วนผกผันกับมัน กรดโดยการเพิ่มความเข้มข้นของโปรตอนลดค่า pH ของสารละลาย.

5- ความสามารถในการต่อต้านฐาน

ในทฤษฎีของ Arrhenius เสนอว่ากรดสามารถสร้างโปรตอนได้ทำปฏิกิริยากับไฮดรอกซิลของฐานเพื่อสร้างเกลือและน้ำในวิธีต่อไปนี้:

HCl + NaOH → NaCl + H₂O.

ปฏิกิริยานี้เรียกว่าการทำให้เป็นกลางและเป็นพื้นฐานของเทคนิคการวิเคราะห์ที่เรียกว่าการไตเตรท (Bruce Mahan, 1990).

6- ลดความจุออกไซด์

ด้วยความสามารถในการผลิตสปีชีส์ที่มีประจุกรดถูกใช้เป็นเครื่องมือในการถ่ายโอนอิเล็กตรอนในปฏิกิริยารีดอกซ์.

กรดก็มีแนวโน้มที่จะหดตัวเนื่องจากพวกมันมีความสามารถในการรับอิเล็กตรอนอิสระ กรดประกอบด้วยไอออน H⁺. พวกเขามีแนวโน้มที่จะใช้อิเล็กตรอนและสร้างก๊าซไฮโดรเจน.

2H⁺ +2e^- →ชั่วโมง₂

โลหะไม่สามารถควบคุมอิเล็กตรอนได้อย่างแน่นหนา พวกเขาละทิ้งพวกเขาโดยไม่ต้องดิ้นรนมากและสร้างไอออนของโลหะ.

ศรัทธา→ศรัทธา²⁺+2e^-

ดังนั้นเมื่อคุณใส่ตะปูเหล็กลงในกรดเอชไอออน ⁺ พวกเขาจับอิเล็กตรอนจากเหล็ก เหล็กกลายเป็นไอออน Fe ที่ละลายน้ำได้^{2 +}, และโลหะแข็งจะค่อยๆหายไป ปฏิกิริยาคือ:

Fe + 2H⁺ →ศรัทธา²⁺+ H₂

สิ่งนี้เรียกว่าการกัดกร่อนของกรด กรดไม่เพียงกัดกร่อนโลหะโดยการละลายพวกมันยังทำปฏิกิริยากับสารประกอบอินทรีย์เช่นที่ทำขึ้นเยื่อหุ้มเซลล์.

ปฏิกิริยานี้มักเป็นคายความร้อนซึ่งทำให้เกิดแผลไหม้อย่างรุนแรงเมื่อสัมผัสกับผิวหนังดังนั้นสารชนิดนี้จึงต้องใช้ความระมัดระวัง รูปที่ 3 เป็นรหัสความปลอดภัยเมื่อสารกัดกร่อน.

7- การเร่งปฏิกิริยาของกรด

การเร่งปฏิกิริยาเคมีโดยการเติมกรดเรียกว่าการเร่งปฏิกิริยาของกรด กรดดังกล่าวไม่ได้ถูกใช้ในปฏิกิริยา.

ปฏิกิริยาการเร่งปฏิกิริยาอาจจำเพาะกับกรดเช่นในกรณีที่น้ำตาลซูโครสสลายตัวเป็นกลูโคสและฟรุคโตสเป็นกรดซัลฟูริกหรือเป็นกรดทั่วไปก็ได้.

กลไกของปฏิกิริยาที่เร่งปฏิกิริยาโดยกรดและเบสถูกอธิบายในแง่ของแนวคิดของกรดและเบสBrønsted-Lowry และหนึ่งในนั้นมีการถ่ายโอนเริ่มต้นของโปรตอนจากตัวเร่งปฏิกิริยากรดไปยังน้ำยา (Encyclopædia Britannica, 1998).

โดยทั่วไปปฏิกิริยาที่มีอิเล็กโทรไลต์เกี่ยวข้องจะถูกเร่งปฏิกิริยาในตัวกลางที่เป็นกรดไม่ว่าจะเป็นอิเล็กโทรไลต์เพิ่มเติมหรือการแทนที่.

ตัวอย่างของการเร่งปฏิกิริยาของกรดคือการเกิดปฏิกิริยาไนเตรตของเบนซีนในที่ที่มีกรดซัลฟูริก (รูปที่ 4a), ไฮเดรชั่นของเอทีนเพื่อผลิตเอทานอล (รูปที่ 4b), ปฏิกิริยาเอสเทอริฟิเคชั่น ).

การอ้างอิง

1. Bruce Mahan, R. M. (1990). หลักสูตรเคมีวิทยาลัยรุ่นที่สี่. Wilmington: Addison-Wesley Iberoamericana S.A..
2. Clark, J. (2013, 20 ธันวาคม). ตัวอย่างการเกิดปฏิกิริยากรดในเคมีอินทรีย์. สืบค้นจาก chem.libretexts.org.
3. สารานุกรมบริแทนนิกา (1998, 20 กรกฎาคม). การเร่งปฏิกิริยาด้วยกรด. กู้คืนจาก britannica.com.
4. สารานุกรมบริแทนนิกา (1998, 21 ธันวาคม). ทฤษฎี Arrhenius. กู้คืนจาก britannica.com.
5. สารานุกรมบริแทนนิกา (1998, 20 กรกฎาคม). ทฤษฎีBrønsted-Lowry. กู้คืนจาก britannica.com.
6. สารานุกรมบริแทนนิกา (1998, 20 กรกฎาคม). ทฤษฎีของลูอิส. กู้คืนจาก britannica.com.
7. LESNEY, M. S. (2003, มีนาคม). Chemical Chronicles ประวัติความเป็นมาพื้นฐานของกรด - จากอริสโตเติลถึงอาร์โนลด์. ดึงจาก pubs.acs.org.
8. คุณสมบัติของกรดและเบส. ( S.F. ) สืบค้นจาก sciencegeek.net.