Кислоты и щелочи - Базовое введение - Химия

• Идентифицировать кислоту или основание можно по наличию водорода.  

• Кислоты содержат водород, а основания - гидроксидный ион.  

• Водород с положительным зарядом указывает на кислоту, с отрицательным - на основание.  

• Кислоты выделяют ионы водорода в раствор.  

• Основания выделяют гидроксид-ионы.  

• Кислоты являются донорами протонов, а основания - акцепторами.  

• Соляная кислота HCl и вода H2O реагируют, образуя хлорид и ион гидрония.  

• Аммиак NH3 и вода H2O образуют NH4+ и OH-.  

• Основание всегда превращается в сопряженную кислоту, а кислота - в сопряженное основание.  

• Сопряженная кислота получается добавлением водорода, а сопряженное основание - удалением водорода.  

• Пример: вода H2O и гидроксид OH-.  

• Сопряженная кислота воды - H3O+, сопряженное основание - OH-.  

• Шкала pH от 0 до 14, нейтральные растворы при pH 7.  

• Кислые растворы имеют pH менее 7, щелочные - более 7.  

• Для расчета pH нужно знать концентрации ионов водорода и гидроксид-ионов.  

• Сильные кислоты полностью ионизируются, слабые - частично.  

• Сильные кислоты образуют сильные электролиты, слабые - слабые.  

• Примеры сильных кислот: HCl, HBr, HI, HNO3, H2SO4, HClO4.  

• Слабые кислоты: NH4+, уксусная кислота, и другие.  

• Серная кислота H2SO4 более кислая, чем сернистая кислота H2SO3.  

• Хлорная кислота HClO4 более кислая, чем хлорноватистая кислота HClO.  

• Сильные кислоты полностью ионизируются, слабые - частично.  

• Реакции с сильными кислотами описываются одной стрелкой, со слабыми - двойной.  

• Сильные основания: гидроксид калия, натрия, ба  

• Гидрид теряет водород, образуя ион с отрицательным зарядом.  

• При смешивании оксида с водой образуются два гидроксидных иона.  

• Гидрид реагирует с водой, образуя газообразный водород и гидроксидный ион.  

• Ион гидрида притягивается к атому водорода с частичным положительным зарядом.  

• Эти два элемента соединяются, образуя газообразный водород и гидроксидный ион.  

• У кислорода теперь три пары одиночных атомов вместо двух.  

• Кислоты имеют кислый вкус, а щелочи - горький.  

• Индикаторы кислотности и щелочности меняют цвет лакмусовой бумажки.  

• Величина рН кислого раствора меньше семи, нейтрального - семь, щелочного - больше семи.  

• Кислоты и щелочи проводят электричество в растворе.  

• Сильные кислоты и основания полностью ионизируются.  

• Слабые кислоты и основания проводят электричество хуже.  

• Активные металлы, такие как цинк, алюминий, железо, никель, вступают в реакцию с кислотами, образуя газообразный водород.  

• Медь и серебро не реагируют с кислотами.  

• Кислоты Аррениуса выделяют ионы водорода, основания Аррениуса - гидроксидные ионы.  

• Кислоты Бронстеда являются донорами протонов, основания Бронстеда - акцепторами протонов.  

• Кислоты Льюиса - акцепторы электронных пар, основания Льюиса - доноры электронных пар.  

• Фтористоводородная кислота слабая, образует ионы водорода и сопряженное основание.  

• Константа диссоциации кислоты рассчитывается по формуле.  

• Вещества, которые могут вести себя как кислоты или как основания, называются амфотерными.  

• Пример: аммиак может быть как основанием, так и кислотой в зависимости от реакции.  

• Выражение для константы диссоциации основания записывается аналогично кислоте.  

• Вода может вести себя как кислота и как основание в зависимости от условий.  

• При 25°C, мощность кВт умножается на -14, а при 60°C - на -13.  

• Для большинства задач по химии принимается температура 25°C.  

• Уравнение для расчета концентрации гидроксид-ионов: гидроксид, умноженный на H3O+, равен 10^-14.  

• Ka, умноженное на Kb, равно 10^-14 при 25°C.  

• Пример: если известно Ka, можно вычислить Kb.  

• Пример расчета pH: концентрация водорода равна 4x10^-3, pH равен -log(4x10^-3).  

• pOH = 14 - pH.  

• Пример: pOH раствора равен 11.6, концентрация гидроксид-ионов равна 10^-12.  

• pH воды равен 14 - pOH.  

• Пример: концентрация ионов водорода равна 10^-11.  

• Концентрация гидроксида равна 10^-10.  

• Пример: pKa уксусной кислоты равен 4.745.  

• pKb = 14 - pKa.  

• Пример: Kb = 5.56x10^-10.  

• Утверждение "а" верно.  

• Утверждение "в" верно.  

• Утверждение "с" верно.  

• Утверждение "d" неверно.  

• Утверждение "e" верно.  

• pH раствора бромистоводородной кислоты равен 1.  

• pH раствора фтористоводородной кислоты равен 2-3.  

• pH раствора хлорида натрия равен 7.  

• pH раствора аммиака равен 11.  

• pH раствора гидроксида калия равен 13.  

• Ka плавиковой кислоты равен 7.2x10^-4.  

• Ka уксусной кислоты равен 1.8x10^-5.  

• Крепость кислоты зависит от её константы кислотности Ka.  

• Более высокая Ka означает более сильную кислоту.  

• Отрицательная четверка на числовой линии находится справа от отрицательной пятерки, что делает HF более сильной кислотой.  

• Сопряженное основание для HF - фторид, для уксусной кислоты - ацетат.  

• Чем сильнее кислота, тем слабее сопряженное основание, и наоборот.  

• HF - более сильная кислота, поэтому сопряженное основание фторид слабее.  

• Ka, умноженное на Kb, равно постоянной Kw.  

• Увеличение Ka приводит к уменьшению Kb.  

• Более высокое значение Ka означает более высокое значение Kb.  

• Для HF Kb равно 1,39 умножить на 10 в минус 11.  

• Для ацетата Kb равно 5,56 умножить на 10 в минус 10.  

• Ацетат имеет более высокое значение Kb, что делает его более прочным основанием.  

• PKa равен отрицательному логарифму Ka.  

• Чем ниже PKa, тем сильнее кислота.  

• HF имеет PKa 3,1, а уксусная кислота - 4,74.  

• Более сильная кислота имеет более высокое значение Ka и более низкое значение PKa.  

• Чем сильнее кислота, тем слабее сопряженное основание.  

• Упражнение: сопоставление кислот и оснований по Аррениусу, Бронстелю и Льюису.  

• Кислота Аррениуса выделяет ионы водорода в растворе.  

• Основание Аррениуса выделяет ионы гидроксида.  

• Пример: соляная кислота HCl и гидроксид натрия NaOH.  

• Кислота Бронстеля отдает протон воде.  

• Основание Бронстеля принимает протон от кислоты.  

• Пример: HF и вода.  

• Кислота Льюиса акцептирует электронные пары.  

• Основание Льюиса отдает электронные пары.  

• Пример: хлорид алюминия AlCl3 и аммиак NH3.