Movatterモバイル変換

[0]ホーム
URL:

Spring til indhold
WikipediaDen frie encyklopædi
Søg

Syre

Fra Wikipedia, den frie encyklopædi
Denne side handler om syre i kemisk betydning. Syre er også navnet på nogle planter iskræppe-slægten, bl.a.Almindelig Syre.
Syrer kan opdeles i tre kategorier:
  • Organiske syrer: En organisk syre er en organisk forbindelse som tidligere har været et alkohol, men som har reageret med et oxygenatom.
Saltsyre (HCl opløst ivand) ibægerglasset reagerer medammoniak (NH3) frareagensglasset under dannelse af en fin tåge afsalmiak (NH4Cl).

Ensyre er etmolekyle eller enion, der ifølge dendanskekemikerJohannes Brønsteds definition kan afgive en eller flerehydroner (en proton eller hydrogenion, H+), eller som ifølge denamerikanske kemikerGilbert Lewis' definition er i stand til at danne enkovalent binding ved at acceptere et elektronpar.[1] Den første kategori kaldesBrønsted-syrer, mens den anden kategori kaldes Lewissyrer. Detdanske ordsyre har oprindelse i detnorrøne ordsýra[2] ("survalle"), mens det engelske ordacid kommer aflatinacidus/acēre, der betyder "sur".[3]

Brønsted-syrer kaldes også hydrondonorer. I vandig opløsning danner hydrondonorerhydroniumioner (H3O+) og kaldes ogsåArrhenius-syrer. Brønsted og denengelske kemikerMartin Lowry generaliserede Arrhenius' teori til også at omfatte ikke-vandige opløsninger. En Brønsted- eller Arrhenius-syre indeholder typisk ethydrogenatom bundet til en kemisk struktur, for hvilken tab af en H+-ion er energetisk favorabelt.

Vandige Arrhenius-syrer har karakteristiske egenskaber, der kan bruges til en praktisk beskrivelse af syrer:[4] Syrer dannervandige opløsninger med en sur smag, reagerer på tilstedeværelsen afpH-indikatorer (farver f.eks.lakmus rødt) og undergåreaktion medbaser og vissemetaller (f.eks.calcium) under dannelse afsalte.

En vandig opløsning af en syre har enpH lavere end 7 og kaldes til tider også for en "syre", selv om den korrekte definition[1] af en syre kun refererer til de opløste syremolekyler. Jo lavere pH er i en vandig opløsning, desto højere er dens koncentration afhydroner, og desto surere er den.

Almindelige vandige syrer omfattersaltsyre (en vandig opløsning af hydrogenklorid, HCl, der bl.a. findes imavesaften imavesækken, og som aktivererfordøjelsesenzymer),eddikesyre (vineddike er en fortyndet vandig opløsning af eddikesyre),svovlsyre (anvendt ibilbatterier) ogcitronsyre (forekommer icitrusfrugter). Som disse eksempler viser, bruges ordet "syre" i daglig tale om de rene stoffer[1] (der kan værefaste stoffer,væsker ellergasser) såvel som deres opløsninger.Stærke syrer og visse koncentrerede svage syrer erætsende, men der findes undtagelser såsomcarboraner ogborsyre.

Lewissyrer erelektrofiler, der er i stand til at danne enkovalent binding ved at acceptere et elektronpar. Et eksempel erbortrifluorid (BF3), hvisboratom har en tomelektronskal, som kan danne enkovalent binding ved at acceptere et elektronpar på et atom, f.eks.kvælstofatomet iammoniak (:NH3).Lewis opfattede dette som en generalisering af Brønsteds definition, således at en syre ifølge Lewis' definition er etkemisk stof, der kan acceptere et elektronpar enten direkte eller ved at afgive en eller flere hydroner (H+) til opløsningen, hvorved hydronerne accepterer elektronpar. Hydrogenklorid, eddikesyre og de fleste andre Brønsted-syrer kan dog ikke danne kovalente bindinger ved at acceptere et elektronpar og er derfor ikke Lewissyrer.[5] Omvendt er mange Lewissyrer ikke Brønsted-syrer. I moderneterminologi er en "syre" ensbetydende med en Brønsted-syre, idetkemikere næsten konsekvent kalder Lewissyrer for "Lewissyrer".[5]

NavnFormelpKS (25 °C)KS (25 °C)
saltsyreHCl-71,0 · 107 M
svovlsyreH2SO4-31,0 · 103 M
salpetersyreHNO3-1,320 M
kulsyreH2CO36,372,5 · 10-4 M
fosforsyreH3PO42,127,59 · 10-3 M
eddikesyreCH3COOH4,761,74 · 10-5 M

Egenskaber

[redigér |rediger kildetekst]

Syrer har typisk en række egenskaber:

  • Stærke eller koncentrerede syrer fremkalder ofte en stikkende fornemmelse påslimhinder
  • Reagerer medmetaller under dannelse afbrint og etsalt
  • Reagerer medmetalcarbonater under dannelse af vand, CO2 og et salt
  • Reagerer med enbase under dannelse af vand og et salt
  • Reagerer med etmetaloxid under dannelse af vand og et salt
  • Kan lede strøm, afhængigt af protolyseringsgraden.
  • Denaturerer de flesteproteiner

Korresponderende syre-basepar

[redigér |rediger kildetekst]
UddybendeUddybende artikel:Korresponderende syre-basepar

Blandes en vilkårlig syreS i vand, vil følgende ligevægt indtræde:

S+H2O⇌B+H3O+{\displaystyle S+H_{2}O\rightleftharpoons B+H_{3}O^{+}}

SyrenS og basenB kaldeskorresponderende syre-basepar. Når ligevægtsloven opstilles for reaktionen fås følgende:

KS=KC⋅[H2O]=[B]⋅[H3O+][S]{\displaystyle K_{S}=K_{C}\cdot [H_{2}O]={\frac {[B]\cdot [H_{3}O^{+}]}{[S]}}}

KonstantenKS kaldes syrensstyrkekonstant. Det bemærkes, at nårKS er stor, så er tælleren stor – og dermed er en højKS ensbetydende med, at syren er meget villig til at afgive sin proton. Ligeledes erKS lille, når nævneren er stor – og dermed er en lilleKS ensbetydende med, at syren er uvillig til at afgive sin proton.Stærke syrer har dermed højeKS, menssvage syrer har laveKS.
En anden nyttig måde at angive styrken af syrer på er ved deresstyrkeeksponent. En syres styrkeeksponent,pKS (s forsyre) ellerpKa (a foracid), defineres som minuslogaritmen til dens styrkekonstant:

pKS=−log⁡KS{\displaystyle pK_{S}=-\log K_{S}}

Der gælder, at en stærk syre har en lavpKS, mens en svag syre har en højpKS. Man definerer også en styrkekonstantKB og en styrkeeksponentpKB for en base. For korresponderende syre-basepar kan det vises, at følgende gælder (KV betegnerligevægtskonstanten forvands autoprotolyse):

KB⋅KS=KV⇕pKS+pKB=pKV{\displaystyle {\begin{aligned}&K_{B}\cdot K_{S}=K_{V}\\&\Updownarrow \\&pK_{S}+pK_{B}=pK_{V}\\\end{aligned}}}

Ved 25 °C gælder:

KB⋅KS=1,0⋅10−14M2⇕pKS+pKB=14,00{\displaystyle {\begin{aligned}&K_{B}\cdot K_{S}=1,0\cdot 10^{-14}M^{2}\\&\Updownarrow \\&pK_{S}+pK_{B}=14,00\\\end{aligned}}}

Ligevægten betragtes igen:

S+H2O⇌B+H3O+{\displaystyle S+H_{2}O\rightleftharpoons B+H_{3}O^{+}}

Det fremgår af de foregående beregninger, at hvis den korresponderende syreS er stærk (lavpKS), så er den korresponderende baseB svag (højpKB); er den korresponderende syre svag (højpKS), så er den korresponderende base stærk (lavpKB).

Monoprote syrer

[redigér |rediger kildetekst]
En carboxylgruppe

Syrer somsaltsyre (HCl) ogeddikesyre (CH3COOH) kaldes monoprote syrer. De kan kun afgive énhydron. Af denne grund giver det kun mening at tale om énpKS-værdi. Monoprote syrer er typiskmineralsyrer såsom saltsyre,salpetersyre (HNO3) ogflussyre (HF). Resten af de monoprote syrer er hovedsageligt organiske stoffer med éncarboxylgruppe såsom eddikesyre ogbenzoesyre.

Polyprote syrer

[redigér |rediger kildetekst]

Syrer somfosforsyre (H3PO4),svovlsyre (H2SO4) ogkulsyre (H2CO3) er ikke monoprote. De er derimod polyprote syrer, idet de kan afgive mere end én hydron. Etreaktionsskema for dendiprote (kan afgive to hydroner) syreA ser således ud:

H2A+H2O⇌H3O++HA−pKS1HA−+H2O⇌H3O++A2−pKS2{\displaystyle {\begin{aligned}&H_{2}A+H_{2}O\rightleftharpoons H_{3}O^{+}+HA^{-}\quad pK_{S_{1}}\\&HA^{-}+H_{2}O\rightleftharpoons H_{3}O^{+}+A^{2-}\quad pK_{S_{2}}\\\end{aligned}}}

Det er værd at bemærke, at der findes topKS-værdier. Den førstepKS-værdi er typisk lavere end den anden. Af dette følger, at hvorvidt en polyprot syre afgiver alle sine hydroner, afhænger af opløsningenspH.

Kulsyre

[redigér |rediger kildetekst]

Kulsyre er en diprot syre. Reaktionsskema ogpKS:

H2CO3+H2O⇌H3O++HCO3−pKS(H2CO3)=6,37(25∘C)HCO3−+H2O⇌H3O++CO32−pKS(HCO3−)=10,32(25∘C){\displaystyle {\begin{aligned}&H_{2}CO_{3}+H_{2}O\rightleftharpoons H_{3}O^{+}+HCO_{3}^{-}\quad pK_{S}\left(H_{2}CO_{3}\right)=6,37\quad \left(25^{\circ }C\right)\\&HCO_{3}^{-}+H_{2}O\rightleftharpoons H_{3}O^{+}+CO_{3}^{2-}\quad pK_{S}\left(HCO_{3}^{-}\right)=10,32\quad \left(25^{\circ }C\right)\\\end{aligned}}}

Fosforsyre

[redigér |rediger kildetekst]

Fosforsyre er en triprot syre. Reaktionsskema ogpKS:

H3PO4+H2O⇌H3O++H2PO4−pKS(H3PO4)=2,12(25∘C)H2PO4−+H2O⇌H3O++HPO42−pKS(H2PO4−)=7,21(25∘C)HPO42−+H2O⇌H3O++PO43−pKS(HPO42−)=12,67(25∘C){\displaystyle {\begin{aligned}&H_{3}PO_{4}+H_{2}O\rightleftharpoons H_{3}O^{+}+H_{2}PO_{4}^{-}\quad \,\,pK_{S}\left(H_{3}PO_{4}\right)=2,12\quad \left(25^{\circ }C\right)\\&H_{2}PO_{4}^{-}+H_{2}O\rightleftharpoons H_{3}O^{+}+HPO_{4}^{2-}\quad pK_{S}\left(H_{2}PO_{4}^{-}\right)=7,21\quad \left(25^{\circ }C\right)\\&HPO_{4}^{2-}+H_{2}O\rightleftharpoons H_{3}O^{+}+PO_{4}^{3-}\quad \,\,\,\,pK_{S}\left(HPO_{4}^{2-}\right)=12,67\quad \left(25^{\circ }C\right)\\\end{aligned}}}

Hydronolysegrad

[redigér |rediger kildetekst]

En syres hydronolysegradα defineres som den brøkdel af syre, der er omdannet til denkorresponderende base:

S+H2O⇌B+H3O+{\displaystyle S+H_{2}O\rightleftharpoons B+H_{3}O^{+}}
α=[B]cs{\displaystyle \alpha ={\frac {[B]}{c_{s}}}}
hvorcs angiver den aktuelle startkoncentration.

Hvis al syren er hydronolyseret til den korresponderende base, erα = 1. Hvis intet syre hydronolyseres, erα = 0. Det kan vises, at der findes følgende sammenhæng imellem syrens styrke, hydronolysegrad og koncentration, kaldetOstwalds fortyndingslov:

Ks=cs⋅α21−α{\displaystyle K_{s}=c_{s}\cdot {\frac {\alpha ^{2}}{1-\alpha }}}

Af denne følger, at når en syreopløsning fortyndes (cs gøres mindre), stiger koncentrationen af den korresponderende base, idetKS er konstant.

En tidligere betegnelse for hydronolyse er protolyse.

Anvendelser af syrer

[redigér |rediger kildetekst]

Syrer finder anvendelse mange steder. Blandt andet somrustfjerner, kalkfjerner i husholdningen,elektrolyt ivådceller, mineralforarbejdere ogkatalysatorer. Nogle syrer anvendes desuden somtilsætningsstoffer i fødevarer, f.eks.citronsyre (anvendt somsurhedsregulerende middel) ogascorbinsyre (C-vitamin; anvendt somkonserveringsmiddel).

Noter

[redigér |rediger kildetekst]
  1. ^abcIUPAC Gold Book - acid(engelsk)
  2. ^"Syre" påDen Danske Ordbog online
  3. ^Merriam-Webster's Online Dictionary:acid(engelsk)
  4. ^Petrucci R.H., Harwood, R.S. and Herring, F.G.General Chemistry (8th ed., Prentice-Hall 2002) p.146ISBN 0-13-014329-4(engelsk)
  5. ^abOxtoby, D. W; Gillis, H.P., Butler, L. J. (2015).Principles of Modern Chemistry, Brooks Cole. p. 617.ISBN 978-1305079113(engelsk)

Se også

[redigér |rediger kildetekst]


syre/base-kemi

Vands autoprotolyse |pH og pOH |syre |base |amfolyt |titrering |korresponderende syre-basepar |buffer

Wikimedia Commons har medier relateret til:
Autoritetsdata
Hentet fra "https://da.wikipedia.org/w/index.php?title=Syre&oldid=11843945"
Kategori:
Skjulte kategorier:
[8]ページ先頭
©2009-2025 Movatter.jp