มีตัวอย่างของกรดและเบสหลายร้อยตัวอย่างที่สามารถพบได้ในทุกสาขาของเคมี แต่โดยรวมแล้วจะแยกออกเป็นสองตระกูลใหญ่ ๆ : อนินทรีย์และอินทรีย์ กรดอนินทรีย์มักเรียกว่ากรดแร่โดยมีความแข็งแรงเป็นพิเศษเมื่อเทียบกับกรดอินทรีย์
กรดและเบสถูกเข้าใจว่าเป็นสารที่มีรสเปรี้ยวหรือซาโปเนเซียสตามลำดับ ทั้งสองมีฤทธิ์กัดกร่อนแม้ว่าคำว่า 'กัดกร่อน' มักใช้สำหรับฐานที่แข็งแรง กล่าวโดยย่อ: พวกมันจะไหม้และกัดกร่อนผิวหนังหากสัมผัส ลักษณะของมันในสื่อตัวทำละลายได้ชี้แนะชุดคำจำกัดความตลอดประวัติศาสตร์
พฤติกรรมของกรดและเบสเมื่อละลายในน้ำ ที่มา: Gabriel Bolívar
ภาพด้านล่างแสดงพฤติกรรมทั่วไปของกรดและเบสเมื่อเติมหรือละลายในแก้วน้ำ กรดผลิตโซลูชั่นที่มีค่าพีเอชต่ำกว่า 7 เนื่องจากไฮโดรเนียมไอออน, H 3 O + ; ในขณะที่ฐานการผลิตโซลูชั่นที่มีค่า pH สูงกว่า 7 เนื่องจากการมักซ์พลังค์ (หรือไฮดรอก) ไอออน, โอไฮโอ-
ถ้าเราเติมกรดไฮโดรคลอริก HCl (หยดสีแดง) ลงในแก้วจะมี H 3 O +และ Cl -ไอออนไฮเดรต ในทางกลับกันถ้าเราทำซ้ำการทดลองกับโซเดียมไฮดรอกไซ NaOH (ลดลงสีม่วง) เราจะมี OH -นา+ไอออน
คำนิยาม
ลักษณะของกรดและเบสที่ศึกษาและเข้าใจมากขึ้นทำให้มีคำจำกัดความมากกว่าหนึ่งคำสำหรับสารประกอบทางเคมีเหล่านี้ ในคำจำกัดความเหล่านี้เรามีคำว่า Arrhenius ของ Bronsted-Lowry และสุดท้ายคือ Lewis ก่อนที่จะอ้างถึงตัวอย่างจำเป็นต้องมีความชัดเจนเกี่ยวกับเรื่องนี้
Arrhenius
กรดและเบสตาม Arrhenius คือกรดที่เมื่อละลายในน้ำแล้วจะสร้าง H 3 O +หรือ OH -ไอออนตามลำดับ นั่นคือภาพแสดงถึงความหมายนี้อยู่แล้ว อย่างไรก็ตามโดยตัวมันเองมันละเลยกรดหรือเบสบางชนิดที่อ่อนแอเกินไปที่จะผลิตไอออนดังกล่าว นี่คือที่มาของคำจำกัดความ Bronsted-Lowry
Brønsted-Lowry
กรดBrønsted-โลว์รีย์เป็นผู้ที่สามารถบริจาค H +ไอออนและฐานเป็นผู้ที่ยอมรับเหล่านี้ H + ถ้ากรดบริจาค H +ได้ง่ายมากแสดงว่าเป็นกรดแก่ เช่นเดียวกับที่เกิดขึ้นกับฐาน แต่ยอมรับ H +
ดังนั้นเราจึงมีกรดและเบสแก่หรืออ่อนและแรงของมันถูกวัดด้วยตัวทำละลายที่แตกต่างกัน โดยเฉพาะอย่างยิ่งในน้ำซึ่งมีการกำหนดหน่วย pH ที่รู้จัก (0 ถึง 14)
ดังนั้นกรดแก่ HA จะบริจาค H +ให้กับน้ำอย่างสมบูรณ์ในปฏิกิริยาเช่น:
HA + H 2 O => A - + H 3 O +
โดยที่ A -คือฐานผันของ HA ดังนั้น H 3 O + ที่มีอยู่ในแก้วที่มีสารละลายเป็นกรดจึงมาจากที่นี่
ในขณะเดียวกันฐาน B ที่อ่อนแอจะทำให้น้ำลดลงเพื่อให้ได้ H +ตามลำดับ:
B + H 2 O <=> HB + OH -
โดยที่ HB คือกรดคอนจูเกตของ B นี่คือกรณีของแอมโมเนีย, NH 3 :
NH 3 + H 2 O <=> NH 4 + + OH -
ฐานที่แข็งแกร่งมากโดยตรงสามารถบริจาค OH ไอออน-โดยไม่จำเป็นต้องทำปฏิกิริยากับน้ำ เช่นเดียวกับ NaOH
ลูอิส
ในที่สุดกรดลิวอิสคือกรดที่ได้รับหรือรับอิเล็กตรอนและฐานของลิวอิสคือสารที่บริจาคหรือสูญเสียอิเล็กตรอน
ตัวอย่างเช่นเบส Bronsted-Lowry NH 3ก็เป็นฐานของ Lewis เช่นกันเนื่องจากอะตอมไนโตรเจนยอมรับ H +โดยการบริจาคอิเล็กตรอนอิสระ (H 3 N: H + ) คู่ของมัน นั่นคือเหตุผลที่คำจำกัดความทั้งสามไม่ขัดแย้งกัน แต่เป็นการเชื่อมโยงและช่วยศึกษาความเป็นกรดและความเป็นพื้นฐานในสารประกอบทางเคมีในวงกว้าง
ตัวอย่างของกรด
เมื่อชี้แจงคำจำกัดความแล้วชุดของกรดที่มีสูตรและชื่อตามลำดับจะกล่าวถึงด้านล่าง:
-HF: กรดไฮโดรฟลูออริก
-HBr: กรดไฮโดรโบรมิก
-HI: กรดไฮโดรโอดิก
-H 2 S: ไฮโดรเจนซัลไฟด์
-H 2 Se: กรดเซเลนไฮดริก
-H 2 Te: กรดเทลลูร์ไฮดริก
เหล่านี้คือกรดไบนารีเรียกอีกอย่างว่าไฮโดรคลอริกซึ่งเป็นกรดไฮโดรคลอริกดังกล่าวข้างต้น HCl
-HNO 3 : กรดไนตริก
-HNO 2 : กรดไนตรัส
-HNO: กรดไฮโปนิทรัส
-H 2 CO 3 : กรดคาร์บอนิก
-H 2 CO 2 : กรดคาร์บอนาเซียสซึ่งเป็นที่รู้จักกันดีในชื่อของกรดฟอร์มิก HCOOH ซึ่งเป็นกรดอินทรีย์ที่ง่ายที่สุดในบรรดาทั้งหมด
-H 3 PO 4 : กรดฟอสฟอริก
-H 3 PO 3หรือ H 2 : กรดฟอสฟอรัสที่มีพันธะ HP
-H 3 PO 2หรือ H: กรดไฮโปฟอสฟอรัสที่มีพันธะ HP สองพันธะ
-H 2 SO 4 : กรดซัลฟิวริก
-H 2 SO 3 : กรดกำมะถัน
-H 2 S 2 O 7 : กรดไดซัลฟูริก
-HIO 4 : กรดเป็นระยะ
-HIO 3 : กรดไอโอดิก
-HIO 2 : กรดไอโอดีน
-HIO: กรดไฮโปโอดีน
-H 2 CrO 4 : กรดโครมิก
-HMnO 4 : กรดแมงกานีส
-CH 3 COOH: กรดอะซิติก (น้ำส้มสายชู)
-CH 3 SO 3 H: กรดเมทานิซัลโฟนิก
กรดเหล่านี้ทั้งหมดยกเว้นฟอร์มิกและสองตัวสุดท้ายเรียกว่าออกซาซิดหรือกรดเทอร์นารี
อื่น ๆ :
-AlCl 3 : อลูมิเนียมคลอไรด์
-FeCl 3 : เฟอร์ริกคลอไรด์
-BF 3 : โบรอนไตรฟลูออไรด์
- ไอออนบวกที่ละลายในน้ำ
-Carbocations
-H (CHB 11 Cl 11 ): superacid carborane
- FSO 3 H: กรดฟลูออโรซัลโฟนิก
- HSbF 6 : กรด fluoroantimonic
- FSO 3 H SbF 5 : กรดวิเศษ
สี่ตัวอย่างสุดท้ายประกอบขึ้นเป็นกรดซุปเปอร์ที่น่ากลัว สารประกอบที่สามารถสลายตัวได้เกือบทุกวัสดุเพียงแค่สัมผัส AlCl 3เป็นตัวอย่างของกรดลิวอิสเนื่องจากศูนย์กลางโลหะของอะลูมิเนียมสามารถรับอิเล็กตรอนได้เนื่องจากความบกพร่องทางอิเล็กทรอนิกส์ (มันไม่สมบูรณ์เวเลนซ์อ็อกเตต)
ตัวอย่างของฐาน
ในบรรดาฐานอนินทรีย์เรามีไฮดรอกไซด์ของโลหะเช่นโซเดียมไฮดรอกไซด์และไฮไดรด์โมเลกุลบางชนิดเช่นแอมโมเนียที่กล่าวไปแล้ว นี่คือตัวอย่างอื่น ๆ ของฐาน:
-KOH: โพแทสเซียมไฮดรอกไซด์
-LiOH: ลิเธียมไฮดรอกไซด์
-RbOH: รูบิเดียมไฮดรอกไซด์
-CsOH: ซีเซียมไฮดรอกไซด์
-FrOH: แฟรนเซียมไฮดรอกไซด์
-Be (OH) 2 : เบริลเลียมไฮดรอกไซด์
-Mg (OH) 2 : แมกนีเซียมไฮดรอกไซด์
-Ca (OH) 2 : แคลเซียมไฮดรอกไซด์
-Sr (OH) 2 : สตรอนเทียมไฮดรอกไซด์
-Ba (OH) 2 : แบเรียมไฮดรอกไซด์
-Ra (OH) 2 : วิทยุไฮดรอกไซด์
-Fe (OH) 2 : เฟอร์รัสไฮดรอกไซด์
-Fe (OH) 3 : เฟอร์ริกไฮดรอกไซด์
-Al (OH) 3 : อลูมิเนียมไฮดรอกไซด์
-Pb (OH) 4 : ตะกั่วไฮดรอกไซด์
-Zn (OH) 2 : สังกะสีไฮดรอกไซด์
-Cd (OH) 2 : แคดเมียมไฮดรอกไซด์
-Cu (OH) 2 : cupric hydroxide
-Ti (OH) 4 : ไททานิกไฮดรอกไซด์
-PH 3 : ฟอสฟีน
-AsH 3 : อาร์ซีน
-NaNH 2 : โซเดียมเอไมด์
- C 5 H 5 N: ไพริดีน
- (CH 3 ) N: ทริมเมทิลามีน
- C 6 H 5 NH 2 : ฟีนิลลามีนหรืออะนิลีน
-NaH: โซเดียมไฮไดรด์
-KH: โพแทสเซียมไฮไดรด์
-Carbaniones
-Li 3 N: ลิเธียมไนไตรด์
-Alkoxides
- 2 NLi: ลิเธียมไดไอโซโพรพิลาไมด์
-Diethynylbenzene anion: C 6 H 4 C 4 2- (ฐานที่แข็งแกร่งที่สุดเท่าที่ทราบมา)
อ้างอิง
- Whitten, Davis, Peck & Stanley (2008) เคมี (ฉบับที่ 8) CENGAGE การเรียนรู้
- ตัวสั่นและแอตกินส์ (2008) เคมีอนินทรีย์. (พิมพ์ครั้งที่สี่). Mc Graw Hill
- นาโอมิเฮนนาห์ (10 ตุลาคม 2561). วิธีสอนกรดเบสและเกลือ. สืบค้นจาก: edu.rsc.org
- Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (31 สิงหาคม 2562). สูตรของกรดและเบสทั่วไป ดึงมาจาก: thoughtco.com
- เดวิดวู้ด (2019) การเปรียบเทียบกรดและเบสทั่วไป ศึกษา. ดึงมาจาก: study.com
- Ross Pomeroy (2556, 23 สิงหาคม). กรดที่แข็งแกร่งที่สุดในโลก: เหมือนไฟและน้ำแข็ง ดึงมาจาก: realclearscience.com
- วิกิพีเดีย (2019) Diethynylbenzene dianion. สืบค้นจาก: en.wikipedia.org