Οξέα

Η λέξη οξύ προέρχεται από το «acidus», που σημαίνει ξινό. Αυτό οφείλεται στο χαρακτηριστικό των οξέων να παράγουν ξινή γεύση όταν προστίθενται στο νερό. Ένα οξύ είναι μια ουσία που μπορεί να δώσει πρωτόνια ή ιόντα υδρογόνου και δέχεται ηλεκτρόνια σε αντάλλαγμα. Τα οξέα έχουν ένα άτομο υδρογόνου συνδεδεμένο με αυτά που μπορεί να διασπαστεί για να παράγει ένα κατιόν και ένα ανιόν στο νερό. Ανάλογα με το πόσο συγκεντρωμένα είναι τα ιόντα (ιόντα υδρογόνου) που παράγει ένα οξύ, προσδιορίζεται ο βαθμός της όξινης φύσης του και εξακριβώνεται το επίπεδο του διαλύματος pH.

Η διάλυση ενός οξέος στο νερό παράγει ένα ιόν υδρογόνου και ένα μη μεταλλικό ανιόν. Το πρόθεμα hydro προστίθεται πριν από το όνομα του μη μετάλλου και η κατάληξη «ide» αλλάζει σε «ic» οξύ. Για παράδειγμα, όταν το υδροχλώριο (HCl) διαλύεται στο νερό, σχηματίζει HCl (aq), γνωστό και ως υδροχλωρικό οξύ. Μια εξαίρεση είναι το υδροκυάνιο (HCN), γνωστό ως υδροκυανικό οξύ. Εάν ένα οξύ περιέχει οξυγόνο, διαλύεται στο νερό για να σχηματίσει ένα ιόν υδρογόνου και ένα πολυατομικό ανιόν που περιέχει οξυγόνο. Ο πιο κοινός τύπος οξέος που περιέχει οξυγόνο υποδηλώνεται με το επίθημα «ic» οξύ. Το όνομα του πολυατομικού ανιόντος τελειώνει σε «έφαγε». Εάν το οξύ περιέχει ένα πολυατομικό ιόν με κατάληξη «ite», το όνομα αλλάζει σε «ous» οξύ.

Χαρακτηριστικά των οξέων

Οι ιδιότητες των οξέων μπορούν να απαριθμηθούν ως εξής:–

• Τα οξέα έχουν ξινή γεύση
• Το οξύ αλλάζει το χρώμα του χαρτιού λακκούβας από μπλε σε κόκκινο.
• Τα οξέα έχουν την ικανότητα να μεταφέρουν ηλεκτρισμό λόγω της παρουσίας ιόντων σε αυτά.
• Ορισμένα οξέα έχουν επίσης διαβρωτικό χαρακτήρα και προκαλούν σκουριά στα μέταλλα.
• Τα οξέα παράγουν αέριο υδρογόνο σε αντίδραση με ένα ενεργό μέταλλο.
• Το pH των όξινων διαλυμάτων είναι μικρότερο από 7, με χαμηλότερες τιμές pH που αντιστοιχούν σε αυξανόμενη οξύτητα. Το οξικό οξύ, το θειικό οξύ και το τρυγικό οξύ είναι όλα παραδείγματα οξέων.

Ορισμοί των οξέων

Τα οξέα μπορούν να οριστούν με τρεις διαφορετικούς τρόπους. Όταν κάποιος λέει "ένα οξύ", συνήθως αναφέρεται σε ένα οξύ Arrhenius ή Bronsted-Lowry.

Τα οξέα Lewis αναφέρονται συνήθως ως «οξέα Lewis». Η διαφορά στους ορισμούς είναι ότι αυτά τα διάφορα οξέα δεν περιέχουν το ίδιο σύνολο μορίων.

• Arrhenius Acid – Ένα οξύ, σύμφωνα με αυτόν τον ορισμό, είναι μια ουσία που, όταν προστίθεται στο νερό, αυξάνει τη συγκέντρωση των ιόντων υδρονίου (H3O+). Εναλλακτικά, θα μπορούσε κανείς να αυξήσει τη συγκέντρωση των ιόντων υδρογόνου (H+).
• Bronsted-Lowry Acid – Ένα οξύ, σύμφωνα με αυτόν τον ορισμό, είναι ένα υλικό που μπορεί να λειτουργήσει ως δότης πρωτονίων. Αυτός είναι ένας ευρύτερος ορισμός επειδή δεν αποκλείονται διαλύτες εκτός από το νερό. Ένα οξύ Bronsted-Lowry είναι οποιαδήποτε ένωση που μπορεί να αποπρωτονωθεί, συμπεριλαμβανομένων οξέων, αμινών και αλκοόλης. Αυτός είναι ο πιο κοινός ορισμός ενός οξέος.
• Οξύ Lewis – Ένα οξύ Lewis είναι μια ένωση ικανή να δέχεται ένα ζεύγος ηλεκτρονίων και να σχηματίζει έναν ομοιοπολικό δεσμό. Ορισμένες μη υδρογονωμένες ενώσεις, όπως τα οργανοβοράνια και το τριφθοριούχο βόριο, ταξινομούνται ως οξέα.

Ισχύς οξέων

• Η ισχύς ενός οξέος απεικονίζεται από την ευκολία που δίνει ένα πρωτόνιο, σε διαφορετικές περιπτώσεις διαλύματος έκθεσης. Τα ισχυρότερα οξέα έχουν τη γρήγορη ικανότητα να ιονίζονται και να διασπώνται σε ένα διάλυμα σε σύγκριση με τους πιο αδύναμους τύπους.
• Ένα ισχυρότερο οξύ ιονίζεται ή διασπάται εύκολα σε ένα διάλυμα από ένα πιο ασθενές οξύ.
• Ένα ισχυρό οξύ, όπως το υδροχλωρικό οξύ, διασπάται πλήρως στα ιόντα του στο νερό. Επειδή ένα ασθενές οξύ διασπάται μόνο εν μέρει στα ιόντα του, το διάλυμα περιέχει και νερό και ιόντα και το οξύ.

Παράγοντες που επηρεάζουν την ισχύ των οξέων.

Οι παράγοντες που επηρεάζουν την ισχύ του οξέος αναφέρονται παρακάτω:–

• Η ισχύς του μορίου HA
• Η πολικότητα του μορίου

Αυτά τα δύο στοιχεία συνδέονται επειδή όσο μεγαλύτερη είναι η πολικότητα του μορίου, τόσο περισσότερη πυκνότητα ηλεκτρονίων απομακρύνεται από το πρωτόνιο. Όσο ισχυρότερος είναι ο δεσμός Η-Α και όσο πιο αποτελεσματικά διασπάται το πρωτόνιο στο διάλυμα, τόσο υψηλότερο είναι το μερικό θετικό φορτίο στο πρωτόνιο.

Συμπέρασμα

Οι όροι οξύ και βάση έχουν οριστεί με διάφορους τρόπους, ανάλογα με το πώς φαίνονται οι ιδιότητες της οξύτητας και της βασικότητας. Ο Arrhenius αρχικά περιέγραψε τα οξέα ως ουσίες που παράγουν ιόντα υδρογόνου όταν ιονίζονται, και τις βάσεις ως ενώσεις που ιονίζονται για να παράγουν ιόντα υδροξειδίου. Σύμφωνα με την εξήγηση που έδωσε ο Lowry-Bronsted, ένα οξύ δίνει ένα πρωτόνιο και η βάση δέχεται τα πρωτόνια.