DIR Return Create A Forum - Home
---------------------------------------------------------
Forum Practic
HTML https://practic.createaforum.com
---------------------------------------------------------
*****************************************************
DIR Return to: Chimie
*****************************************************
#Post#: 84--------------------------------------------------
ACIZI SI BAZE - Referat
DIR By: iulianstoian
Date: January 13, 2015, 6:11 pm
---------------------------------------------------------
CUPRINS 1. Introducere q6n7nn
2. Acizii
2.1. Definitia acizilor
2.2. Clasificarea acizilor
2.3. Denumirea acizilor
2.4. Radicalul acid
2.5. Formula generala a acizilor
2.6. Metode generale de obtinere a acizilor
2.7. Proprietatile acizilor
2.8. Importanta si utilizarile acizilor
3. Bazele
3.1. Definitia bazelor
3.2. Clasificarea bazelor
3.3. Denumirea bazelor
3.4. Formula generala a bazelor
3.5. Metode generale de obtinere a bazelor
3.6. Proprietatile bazelor
3.7. Importanta si utilizarile bazelor
4. Teoria transferului de protoni
4.1. Acizi si baze conjugate
4.2. Tabel cu acizi si baze conjugate
5. Caracter amfoter
6. Produsul ionic al apei
7. Reactia de neutralizare
8. Acizi tari si acizi slabi, baze tari si baze slabe
9. Reactia de hidroliza a sarurilor
10. Solutii tampon
11. Importanta solutiilor acide si a celor bazice pentru
organismul uman
12. Bibliografie
1. Introducere
Pentru a putea sa intelegem natura in toata complexitatea ei, se
impune studiul acesteia din perspectiva mai multor stiinte:
chimie, fizica, biologie, geologie etc. In ansamblul acestora,
chimia prezinta prezinta particularitatea de a studia nu doar
compusii naturali si transformarile lor, ci si numarul tot mai
mare de compusi care nu exista in natura.
Chimia este o stiinta experimentala, care se dezvolta pe baza
metodei stiintifice.
Chimistul isi propune sa inteleaga natura, sa o protejeze si sa
obtina compusi utili valorificand materii prime naturale.
Acizii si bazele sunt doua clase de compusi extrem de importante
in intreaga chimie. Reactii acido-bazice intalnim in viata de
toate zilele, in industrie sau in laborator, in procesele
biochimice, etc.
Acesti compusi au fost identificati inca din cele mai vechi
timpuri. Teorii, definitii ale acestor compusi au fost date de
catre S. Arrhenius, de J. Bronsted si T.M. Lowry.
Reunind toate aceste informatii, haideti sa vedem ce sunt de
fapt acesti compusi, la ce folosesc ei si cat sunt de importanti
pentru organismul uman.
2. Acizii
In timpul vietii, la scoala sau in afara scolii, se intalneste
adesea notiunea de acid. Daca analizam compozitia unui acid,
putem observa ca in molecula sa intra unul sau mai multi atomi
de hidrogen, care pot fi inlocuiti de metale cu formare de
saruri.
2.1. Definitia acizilor
Acizii sunt substante compuse in a caror compozitie intra, pe
langa atomi ai nemetalelor, unul sau mai multi atomi de
hidrogen, care pot fi substituiti cu atomi de metal, dand
nastere la saruri.
Conform definitiei, substantele chimice care au forma HBr, HI,
HCl.
2.2. Clasificarea acizilor
2.2.1. Dupa compozitie, acizii se clasifica in :
Ø hidracizi -; contin in molecula lor doar atomi de hidrogen si
de nemetal ;
Ø oxiacizi -; contin in molecula lor, pe langa atomi de hidrogen
si nemetal, si atomi de oxigen .
2.2.2. Dupa numarul atomilor de hidrogen, care pot fi inlocuiti
cu metale, acizii se impart in 3 grupe :
Ø monobazici ;
Ø dibazici ;
Ø tribazici .
2.3. Denumirea acizilor
2.3.1. Denumirea hidracizilor se formeaza din termenul acid
urmat de numele nemetalului, la care se adauga sufixul HIDRIC.
2.3.2. Denumirea oxiacizilor in care nemetalul are valenta
inferioara, se formeaza din termenul acid urmat de numele
nemetalului, la acre se adauga sufixul OS.
2.3.3. Denumirea oxiacizilor in care nemetalul are valenta
maxima, se formeaza din termenul acid urmat de numele
nemetalului la care se adauga sufixul IC.
2.4. Radicalul acid
Din reactiile chimice la care participa acizii, se observa ca in
moleculele acestora, pe langa atomi de hidrogen, se gasesc si
atomi sau grupe de atomi, care in timpul reactiilor se pastreaza
neschimbate.
2.4.1. Definitia radicalului acid
Atomul sau grupul de atomi care intra in compozitia moleculelor
acizilor si care in reactiile chimice raman neschimbati, se
numesc radicali acizi.
Radicalul acid provine prin eliminarea totala sau partiala a
atomilor de hidrogen din molecula acidului si se noteaza cu A.
2.4.2. Valenta radicalului acid
Valanta radicalului acid este determinata de numarul atomilor de
hidrogen, care sunt substituiti sau eliminati din molecula
acidului.
2.5. Formula generala a acizilor
Formula generala a acizilor este HmA. Daca inlocuim pe A cu
radicalii cunoscuti si pe m cu valenta acestora, se pot obtine
formulele acizilor.
Ex. : Pentru A=Cl(I), avem HCl
2.6. Metode generale de obtinere a acizilor
2.6.1. Hidracizii se pot obtine prin sinteza.
2.6.2. Oxiacizii se pot obtine din oxizii acizi prin reactie cu
apa.
Cea mai frecventa metoda de laborator, utilizata si pentru
hidracizi si pentru oxiacizi, consta in tratarea sarurilor cu
acizi mai puternici.
2.7. Proprietatile acizilor
2.7.1. Proprietati fizice
Acizii sunt substante gazoase, lichide sau solide. Se dizolva in
apa, formand solutii cu gust acrisor si sunt bune conducatoare
de electricitate.
Ø Actiunea acizilor asupra indicatorilor
Acizii inrosesc solutia de turnesol, iar fenolftaleina ramane
incolora in mediul acid.
2.7.2. Proprietati chimice
Ø Reactia acizilor cu metalele
Acizii reactioneaza cu unele metale, formand saruri si eliberand
hidrogenul.
Zn + HCl = ZnCl2 + H?
Ø Reactia acizilor cu oxizii metalelor
Acizii reactioneaza cu oxizii bazici, formand saruri si apa.
CuO + 2HCl = CuCl2 + H?
Ø Reactia de neutralizare
Acizii reactioneaza cu bazele, formand saruri si apa, conform
reactiei generale : acid + baza = sare + apa
HCl + NaOH = NaCl + H2O
Ø Reactia acizilor cu sarurile
Din reactiile acizilor cu sarurile se obtin acizi si saruri noi.
HCl + AgNO3 = AgCl? + HNO3
2.8. Importanta si utilizarile acizilor
Importanta acizilor este atat de mare incat prezentarea
utilizarilor nu pote fi usor epuizata.
Acidul clorhidric se foloseste la obtinerea in laborator a
hidrogenului, clorului, a clorurilor si acizilor mai slabi. De
asemenea, se foloseste si in industriile colorantilor,
medicamentelor, pielariei, textilelor si maselor plastice.
Acidul sulfuric(vitriol) este considerat sangele industriei. Se
foloseste la obtinerea sulfatilor, a ingrasamintelor chimice, a
hidracizilor si a oxiacizilor, in industria farmaceutica.
Acidul azotic are largi utilizari in industria ingrasamintelor
chimice, a explozivilor, a colorantilor, a firelor si fibrelor
sintetice.
3. Bazele
Cele mai intalnite baze sunt in general NaOH, Ca(OH)2, etc.
In compozitia fiecarei baze intra un atom de metal si una sau
mai multe grupari OH, numite oxidril sau hidroxil. Gruparea
hidroxil este monovalenta (-OH), deoarece se obtine din apa,
prin eliminarea unui atom de hidrogen.
3.1. Definitia bazelor
Bazele sunt substante compuse in a caror compozitie intra un
atom de metal si un nr. De grupari hidroxil, egal cu valenta
metalului.
3.2. Clasificarea bazelor
Dupa solubilitatea in apa, bazele se clasifica in 2 categorii :
Ø baze solubile ;
Ø baze insolubile sau greu solubile.
3.3. Denumirea bazelor
Denumirea bazelor se formeaza din termenul hidroxid, urmat de
numele metalului. Atunci cand metalul prezinta valenta variabila
si formeaza mai multi hidroxizi, la numele metalului se adauga
valenta acestuia.
3.4. Formula generala a bazelor
Formula generala a bazelor este M(OH)n .
Dupa formula generala, bazele metalelor monovalente sunt de
forma MOH, a celor divalente M(OH)2, a celor trivalente
M(OH)3etc.
3.5. Metode generale de obtinere a bazelor
3.5.1. Bazele solubile se obtin in laborator prin 2 metode :
Ø reactia metalelor puternic electropozitive cu apa ;
Ø reactia oxizilor metalici cu apa.
3.5.2. Bazele greu solubile in apa se obtin prin reactia de
schimb intre o sare solubila si o baza alcalina.
3.6. Proprietatile bazelor
3.6.1. Proprietati fizice
Bazele solubile si insolubile sunt substante solide, albe sau
colorate. Solutiile bazelor solubile sunt lesioase si lunecoase
la pipait, vatama pielea si organismul.
Ø Actiunea bazelor asupra indicatorilor
Toate bazele solubile albastresc turnesolul si inrosesc
fenolftaleina, proprietati folosite la identificarea bazelor.
3.6.2. Proprietati chimice
Ø Reactia de neutralizare
Toate bazele reactioneaza cu acizii, formand saruri si apa.
NaOH + HCl = NaCl + H2O
Ø Reactia bazelor cu oxizii acizi
Bazele reactioneaza cu oxizii acizi, formand saruri si apa.
Ca(OH)2+ CO2 = CaCO3? + H2O
Ø Reactia bazelor cu sarurile
Bazele solubile reactioneaza cu sarurile si formeaza baze si
saruri noi.
2NaOH + FeCl2 = 2NaCl + Fe(OH)2
3.7. Importanta si utilizarile bazelor
Bazele substantelor alcaline NaOH si KOH, constituie reactivi
folositi frecvent in laboratoare. In industrie, hidroxidul de
sodiu este utilizat la fabricarea sapunului, la obtinerea
fibrelor artificiale, la mercerizarea bumbacului, la fabricarea
sodei de rufe.
Hidroxidul de calciu este o substanta de prima importanta in
industrie si in constructii. Laptele de var, solutie care se
obtine prin dizolvarea hidroxidului de calciu in apa, se
foloseste la varuirea cladirilor, la obtinerea mortarului etc.
Apa de var se foloseste in industria zaharului, in medicina si
pentru recunoasterea dioxidului de carbon in laborator.
4. Teoria transferului de protoni
In teoria clasica a disociatiei electrolitice, un acid se
defineste ca o specie chimica ce da nastere, la dizolvarea in
apa, unui ion de hidrogen, iar o baza, ca o specie ce da
nastere, in acelasi dizolvant, unui ion de hidroxil. In afara de
faptul ca aceasta definitie limiteaza fenomenul la solutii
apoase, ea este cu totul improprie pentru o reprezentare
cantitativa a catalizei prin acizi si baze. De altfel, ionii de
hidrogen, adica protoni fara invelis de electroni, desi pot avea
o viata trecatoare in stare gazoasa, nu pot exista liberi in
solutie apoasa(si nici in alti dizolvanti), din cauza tendintei
lor extreme de a se combina in moleculele apei, sub forma de
ioni de hidroniu si, in mod similar, cu moleculele altor
dizolvanti.
In anul 1923, chimistul suedez J. Bronsted si chimistul englez
T. M. Lowry au propus definitii, cu caracter mai general, pentru
acizi si baze.
Conform teoriei Bronsted-Lowry, acizii sunt substante capabile
de a ceda unul sau mai multi protoni. Dupa nr. protonilor pe
care ii pot ceda, acizii se clasifica in mono-, di- si
poliprotolitici.
Bazele sunt substante capabile de a accepta unul sau mai multi
protoni. Bazele pot fi mono- sau poliacide.
4.1. Acizi si baze conjugate
Acizii conjugati si bazele conjugate nu se comporta diferit de
alti acizi si alte baze( termenul conjugat, in acest context,
inseamna asociat).
4.1.1. Definitia acidului conjugat
Un acid conjugat unei baze Bronsted este un acid Bronsted format
la acceptarea de catre baza a unui proton.
4.1.2. Definitia bazei conjugate
O baza conjugata unui acid Bronsted este o baza Bronsted formata
la cedarea de catre acid a unui proton.
Un acid si baza conjugata pe care o formeaza prin transferul
unui proton, constituie o pereche acid-baza conjugata.
Protonii nu pot exista liberi in solutie apoasa. Cand un acid
cedeaza un proton, este necesara existenta in mediul de reactie
a unei baze care sa-l accepte. Intr-o reactie acido-bazica
participa 2 perechi acid-baza conjugate.
4.2. Tabel cu acizi si baze conjugate
Acid Baza
Acid percloric HCIO4 CIO4? Ion perclorat
Acid sulfuric H2SO4 HSO4? Ion sulfat
Acid iodhidric HI I? Ion iodura
Acid bromhidric HBr Br? Ion bromura
Acid clorhidric HCl Cl? Ion clorura
Acid azotic HNO3 NO3? Ion azotat
Ion hidroniu H30+ H2O Apa
Ion sulfat acid HSO4? SO42? Ion sulfat
Acid fosforic H3PO4 H2PO4? Ion fosfat acid
Acid fluorhidric HF F? Ion fluorura
Acid azotos HNO2 NO2? Ion azotit
Acid acetic CH3CO2H CO3CO2? Ion acetat
Acid carbonic H2CO3 HCO3? Ion carbonat acid
Hidrogen sulfurat H2S HS? Ion sulfura acida
Ion amoniu NH4+ NH3 Amoniac
Acid cianhidric HCN CN- Ion cianura
Ion carbonatacid HCO3? CO3²? Ion carbonat
Ion sulfura acida HS? S?2 Ion sulfura
Apa H2O OH? Ion hidroxid
Amoniac NH3 NH2? Ion amidura
Hidrogen H2 H? Ion hidrura
5. Caracter amfoter
Notiunea de acid sau baza nu se refera la un anume tip de
substante, ci la modul de comportare al unei substante in raport
cu alta substanta.
Moleculele de apa reactioneaza atat cu acizii cat si cu bazele,
apa fiind cea mai simpla substanta amfotera. In raport cu un
acid se comporta ca o baza, iar in raport cu o baza se comporta
ca un acid.
Substantele amfotere(amfolitii) sunt substante care se prezinta
ca baze in mediul acid si ca acizi in mediul bazic.
Un acid pune in libertate acizii mai slabi decat el din sarurile
lor. O baza pune in libertate bazele mai slabe decat ea din
sarurile lor.
6. Produsul ionic al apei
Apa este un amfoter acido-bazic, deoarece, conform teoriei
Bronsted-Lowry, o molecula de apa cu rol de acid poate ceda un
proton unei alte molecule de apa, cu rol de baza.
Moleculele de apa pot ioniza conform ecuatiei 2H2O ?OH? + H2O,
rezultand Ke = aOH?i?aH3O+i/ aH2Oi²
Deoarece ionizarea apei este foarte redusa, concentratia in
molecule de apa este constanta si poate fi inglobata in Ke.
Astfel, putem scrie:
Ke?aH2Oi² = aOH?i?aH3O+i = KH2O, unde KH2O este produsul ionic
al apei.
La temperatura camerei, acest produs are valoarea constanta,
adica produsul dintre ionii de hidroniu si ionii de hidroxil
este egal cu 10¯¹ mol²/l².
In apa pura, nr. ionilor de hidroniu este egal cu nr. ionilor de
hidroxil, adica este egal cu 10? mol/l.
Prin adaosul unei mici cantitati de acid, nr. ionilor de
hidroniu din solutie creste, iar echilibrul este perturbat. O
parte din ionii de hidroniu se leaga de gruparile hidroxil,
pentru a stabili un nou echilibru. In acest caz, in solutie, nr.
ionilor de hidroniu este mai mare decat cel al gruparii
hidroxil, iar concentratia H+ este mai mare decat 10? .
Adaugand o cantitate de baza, echilibrul este si in acest caz
perturbat. Un nr. de grupari hidroxil introduse se vor uni cu
ionii de hidroniu din solutie, formandu-se moleculele de apa
neionizate. Astfel, concentratia de ioni de hidroniu va scadea.
In solutie, concentratia ionilor de H+ va fi mai mica decat 10?
.
6.1. PH si POH
Caracterul acid sau bazic al unei solutii este dat de
concentratia in ioni de hidrogen si se exprima in nr. de tipul
10? . Pentru o exprimare mai usoara, s-a introdus notiunea de
pH.
PH-ul unei solutii indica concentratia in ioni de hidrogen si se
exprima prin logaritmul cu semn schimbat al aH+i
aH+i = 10? ; pH = -lg aH+i
POH-ul este notiunea echivalenta cu pH-ul, dar referitoare la
concentratia ionilor de hidroxil.
7. Reactia de neutralizare
Reactia de neutralizare este una dintre cele mai importante
reactii chimice. Termanul este atribuit de obicei reactiei
dintre un acid si o baza.
Reactia de neutralizare este un caz particular al reactiilor
protolitice. Cand reactioneaza solutii apoase de acizi tari cu
solutii apoase de baze tari se combina ionii de hidroniu si
ionii de hidroxil pentru a forma apa. In acelasi timp se
formeaza si o sare.
HCl + NaOH ? NaCl + H2O
H++ Cl? + Na++OH??Na++Cl?+ H2O
H3O++ Cl?+Na++OH?? Na++Cl?+ 2H2O
Deoarece ionii de sodiu si de clor sunt prezenti si in sarea
care se formeaza, ecuatia se poate scrie si astfel : H3O++
OH??2H2O.
Daca la o cantitate de acid tare se adauga exact cantitatea de
baza tare necesara neutralizarii totale a acidului, caracterul
mediului la neutralizare este neutru, avand un pH = 7. Acest
fenomen se poate pune in evidenta cu ajutorul indicatorilor.
Cunoasterea proceselor ce au loc la neutralizarea acizilor cu
bazele are importanta deosebita mai ales in analiza chimica.
Reactiile de neutralizare stau la baza multor metode de analiza.
8. Acizi tari si acizi slabi, baze tari si baze slabe
Usurinta cu care se transfera protonii de la acizi la baze,
determina o diferentiere a comportamentului chimic al acestora.
In anul 1900, Arrhenius a demonstrat ca o solutie conduce
curentul electric cand in ea se formeaza particule incarcate
electric, numite ioni, care migreaza la electrodul de semn
contrar. Ionii pozitivi, cationii, sunt atrasi de catod, polul
negativ ; ionii negativi, anionii, sunt atrasi de anod, polul
pozitiv.
Acizii, bazele si sarurile care formeaza ioni in solutie apoasa
sunt electroliti, a caror solutii conduc curentul electric.
Substantele care nu formeaza ioni in solutie se numesc
neelectroliti si nu conduc curentul electric.
Gradul de ionizare al unui electrolit este raportul dintre nr.
de molecule ionizate si nr. initial de molecule dizolvate.
Dupa gradul de disociere, electrolitii se clasifica in
electroliti tari si electroliti slabi. Electrolitul tare este o
substanta care in slutie apoasa este disociata total in ioni.
Electrolitii tari sunt acizii tari, bazele tari si sarurile.
Un electrolit slab este o substanta ale carei molecule aflate in
solutie ionizeaza in proportie mica. Electrolitii slabi sunt
acizii slabi si bazele slabe.
Acizii tari sunt acizii care cedeaza usor protoni.
Acizii slabi sunt acizii care cedeaza greu protoni.
Bazele tari sunt bazele care accepta usor protoni.
Bazele slabe sunt bazele care accepta greu protoni.
9. Reactia de hidroliza a sarurilor
Se stie ca sarurile se pot clasifica in functie de taria
acizilor si bazelor de la care provin astfel :
Ø saruri provenite de la acizi tari si baze tari ;
Ø saruri provenite de la acizi tari si baze slabe ;
Ø saruri provenite de la acizi slabi si baze tari ;
Ø saruri provenite de la acizi slabi si baze slabe.
Echilibrele chimice la care participa apa ca reactant se numesc
reactii de hidroliza.
Reactiile de hidroliza sunt reactiile inverse celor de
neutralizare si au loc intre ionii sarii si ionii apei, la
dizolvarea sarii in apa.
Hidroliza sarurilor in apa este posibila atunci cand in urma
reactiei dintre ionii sarii si ionii apei, se obtine un
electrolit slab sau o substanta greu solubila.
10. Solutii tampon
Solutiile tampon sunt amestecuri de acizi si bazele lor
conjugate, in anumite proportii. Aceste solutii au proprietatea
de a-si modifica foarte putin pH-ul la adaugarea de cantitati
mici de acid sau baza.
Actiunea tampon este determinata de faptul ca solutia contine un
acid si o baza apartinand aceleiasi perechi si care pot
neutraliza baza, respectiv acidul adaugat.
10.1. Importanta solutiilor tampon
Pentru multe procese chimice este important ca valoarea pH-ului
unei solutii sa nu se schimbe, chiar daca sunt adaugate
cantitati de acizi sau de baze tari. La nivel celular, in
organismul uman, participa acizi si baze ; valoarea pH-ului
sangelui poate oscila intre 7,2 -; 7,6.
De asemenea, procesele biochimice sunt controlate de enzime,
care au actiune optima doar in intervale mici de pH.
In terenurile arabile, ferile, au loc procese biochimice intr-un
interval relativ mic de pH.
In toate aceste cazuri, precum si in alte cazuri similare,
pastrarea constanta a pH-ului se face cu ajutorul solutiilor
tampon.
11. Importanta solutiilor acide si a celor bazice pentru
organismul uman
Pentru mentinerea constanta a pH-ului in mediul intern,
organismul uman foloseste ca mecanisme functionale neutralizarea
acizilor si a bazelor, eliminarea excesului de acizi si CO2.
Sangele este un exemplu care demonstreaza importanta solutiilor
tampon in organism. Orice modificare a de la valoarea normala a
sangelui, cuprinsa intre 7,35 si 7,45 a pH-ului, ar putea avea
efecte distrugatoare asupra stabilitatii membranelor celulare, a
activitatii enzimelor sau a structurii proteinelor.
In momentul in care pH-ul sangelui creste peste 7,45 se
instaleaza o stare numita « alcaloza », iar atunci cand e sub
7,35 apare « acidoza » . Daca pH-ul scade sub 6,8 sau creste
peste 7,8 atunci poate surveni moartea organismului.
Cele mai importante solutii tampon din organismul uman sunt
sistemul acid carbonic -; carbonat acid si sistemul fosfat
monoacid -; fosfat diacid.
Un rol important in reglarea echilibrului acido-bazic il au
rinichii, care elimina excesul de acizi plasmatici. Lichidele
transcelulare au uneori valori diferite ale pH-ului, sucul
gastric fiind acid(pH = 1,5) iar lichidul intestinal alcalin(pH
= 8).
Chimia este o stiinta indispensabila vietii. Jean-Marie Lehn
spunea ca « O lume intreaga este creata de mainile chimistului…
» De aceea, este foarte important sa cunoastem chimia.
« In mare parte, viata poate fi inteleasa daca se exprima prin
limbajul chimiei. Chimia e o limba internationala, o limba
pentru toate timpurile, o limba care explica de unde venim, ce
suntem si incotro ne indreptam. Limbajul chimic are o mare
frumusete estetica si face legatura intre stiintele fizice si
stiintele biologice » Arthur Kornberg
*****************************************************
Page 1 of 1