Bir asit , geniş anlamda elektronik çiftlerin inorganik veya organik bir kimyasal bileşik alıcısıdır . Genellikle farklı çözücülerdeki tipik reaksiyonlarla , özellikle hidronyum iyonunun su içinde salınmasıyla tanımlanır .
Asitler genellikle , kendileri elektronik çiftler veren ve sudaki hidroksil iyonunu tamamen veya kısmen üretme gücüne sahip olan bazlar ( Eskilerin alkalileri) adı verilen diğer kimyasal bileşiklerle enerji salarak reaksiyona girerler . Kuvvetli asitler , bir çözücü belli bir ortamda, onun daha asidik haline çözücü transforme hızlı tam reaksiyonlar ve başlatmak; Zayıf asitler katkı denge reaksiyonları . Aynı kimyasal bileşik içinde birkaç asit işlevselliğinin varlığı, poliasitleri karakterize eder .
Brønsted-Lewis teorisine göre, bir asidin suda çözülmesiyle elde edilen bir çözeltinin pH'ı yediden azdır.
Asitler, Antik Çağ'dan beri metalleri çözme güçleri ve ayrıca Lavoisier'den önce daha belirsiz bir şekilde alkali çözeltileri nötralize etme güçleri ile bilinmektedir . İngiliz kimyager Boyle 'ile tanımlanan s XVII inci redden litmus kabiliyetleri ile yüzyıl değil, aynı zamanda şaşırtıcı bir güç tarafından çökelmeye kükürt olan alkalin çözeltilerden.
Asitin ilk tanımı, görünüşe göre, "ekşi, keskin ve dolayısıyla asidik" anlamına gelen ve zaten mecazi anlamda "asidik, nahoş" anlamına gelen Latince sıfat ăcǐdus ile Greko-Romen dünyası tarafından kanıtlandığı gibi , organoleptik kökenlidir .
Antik çağ, asit kavramını, özellikle de asit şarabından veya aceti vinum'dan (sirkeye benzer) bahsetmek için asetum kelimesini kullanan Romalılar arasında kullanır , dolayısıyla asetik terimi . Hint simyacılar da bu kavramın gelen mevcut olduğunu biliyorlardı XII inci yüzyıl M.Ö.. AD simya, Rasārṇava veya metalik müstahzarlar Antlaşması üzerine bir incelemede . Yunanlılarda asitlik keskin atomlara atfedilir. Bu görüş kadar süren XVIII inci yüzyılın .
Ortaçağ simyacıları da özellikle asitler üreterek bu kavramın anlaşılmasına katkıda bulundular. Basra simyageri (veya Arap uygun kaynaklarına) Cabir b Hayyan sentezleme bilen sülfürik asit ve hazırlamak için kullanımı hidroklorik asit . Birçok simya incelemesi, sirkeden asetik asidin veya güherçileden nitrik asidin nasıl damıtılacağını açıklar . Örneğin, Katalan filozof ve simyacı Raymond Lulle'ye veya Katalan Ramon Llull'a atfedilen De secretis Naturae incelemesine bakın .
Modern çağın kimyanın açısından, Lavoisier ile biter, aynı zamanda asidite kavramına birçok ilerlemeler gördü. Çeşitli mineral asitlerin sentezleri geliştirilir veya iyileştirilir. Basile Valentin'e atfedilen Letztes Ahit incelemesinde , sülfürik asit ve hidroklorik asit sentezleri anlatılmaktadır. Çağdaş kimyanın öncüsü olan kimyager Johann Rudolf Glauber (1604-1670), birçok asidin ve dolayısıyla hidroklorik asidin sentezini geliştirdi. Teorik bir bakış açısıyla Nicolas Lémery (1645-1715) cisimlerin asitliğini her zaman, dili yakan keskin parçacıklar içermeleri gerçeğiyle açıklar. Fizikçi ve kimyager Robert Boyle 1675'te asit ve bazların gıdaların ekşi tadı, çözücü olarak etkileri ve birçok kimyasal özelliği gibi bazı genel özelliklerini verdi . Bu dönemin sonunda İngiliz kimyager Joseph Black , karbondioksitin (hava asidi) asidik özelliklerini ve bunun magnezya MgO gibi birçok bazla reaksiyonunu keşfetti .
Asitliğin ilk teorisi , bir asidi oksijen içeren bir bileşik olarak tanımlayan Lavoisier'den kaynaklanmaktadır .
“Atmosferin havasının esas olarak, metallerin kalsine edildiği ve yanıcı cisimlerin yanabileceği, hayvanların yaşamını sürdürebilen, biri nefes alabilen iki hava sıvısı veya gazından oluştuğunu gördük; tamamen zıt özelliklere sahip olan, hayvanların nefes alamadığı, yanmayı destekleyemeyen vb. Havanın solunabilir kısmının bazına oksijen adını verdik, onu Yunanca όξύς, asit, γείνομαι, ürettiğim iki kelimeden türettik, çünkü aslında bu bazın en genel özelliklerinden biri, çoğu ile birleşerek asitler oluşturmaktır. maddeler . "
- Lavoisier, Elementary Treatise on Chemistry, 1864 (1789).
Lavoisier'in yazdığı şey, "çoğu madde" yanma sırasında nitrik, fosforik vb. asitler veren N ve P gibi ametaller olduğu sürece doğrudur, ancak kireç (CaO) verdikleri için kalsiyum ve magnezyum gibi elementlerle çabucak yanlış olduğu kanıtlanmıştır. , baz olan magnezya (MgO).
Carl Wilhelm Scheele : Yeni asitler, ya da zaten bilinen asitlerin yeni preparatlar keşfeder barit (BaO), hidroflorik asit (CaF den 2 ve sülfürik asit) fosforik asit gibi (os' dan), arsenik, molibdik asitler,
Humphry Davy , bazın bir metal ve oksijenin birleşimi olduğunu belirterek Lavoisier'in teorisini genişletti.
Kısa bir süre sonra, modern kimyanın kurucusu olarak Lavoisier ile birlikte kabul edilen Jöns Jacob Berzelius , tuzu bir asit ve bir bazın hareketinin sonucu olarak tanımlayan bir elektrokimyasal teori önererek asitler ve bazlar üzerindeki çalışmaları birleştirir.
1838'de Justus von Liebig , Davy ve Dulong'un asitlerde hidrojenin önemi üzerine teorisini yeniden başlattı. Leibig için asit, bir metali hidrojen H ile değiştirebilen bir cisimdir. Örneğin, AH, Na +' nın yer değiştirme reaksiyonuna izin veriyorsa bir asittir.CH 3 COONa+ AH → CH 3 COOH + NaA
Asit daha sonra tanımlandı Svante Arrhenius sonunda XIX inci yüzyılın : bir asit üretebilen bir kimyasal bileşiktir proton (iyonları H + olarak) bir sulu çözelti ve iyonlar serbest bir temel kimyasal bileşiğin hidroksit (HO - olarak) sulu çözelti. Ancak bu tanım yeterince genel değildi ve sulu çözeltide H2O - salmayan bazı kimyasal bileşiklerin bazlığını açıklamadı .
Arrhenius anlamındaki bir asidi pH testleri sayesinde deneysel olarak kolayca tanıyabiliriz . Asidik bir çözelti, 25 ° C'de 7'den daha düşük bir pH'a sahiptir . pH ne kadar düşükse asitlik o kadar güçlüdür. pH'ı ölçmek için farklı testler yapabilirsiniz: pH kağıtları, renkli göstergeler, pH metre kullanımı , kırmızı lahana yaprakları vb.
Joannes Brønsted , asitliği, tüm asitlerle nicel bir işlem yapma olasılığı ile teorileştiren ilk kişidir . Göre Bronsted-Lowry teori 1923 da belirtildiği üzere, bir asit, bir serbest bir türdür proton ve bir baz, bir proton yakalayabilir herhangi bir tür.
Notlar:
Brønsted'in teorisindeki asit tanımı, temel biçimini vermek için bir protondan vazgeçebileceğini ve tersine, temel biçimi bir protonu sabitlediğinde oluşabileceğini ima eder. Asit-baz çifti kavramı bu nedenle Brønsted'in tanımıyla yakından bağlantılıdır.
Asit-baz reaksiyonu:
Bronsted dengesi:
Asit ve baz arasında gerçekleşen reaksiyonlara "asit-baz reaksiyonları" veya "asit-baz reaksiyonları" denir.
Bu teoride, suyun otoprotolizi , asitli suyun (yani H 3 O + / H 2 O çiftinin temel formunun ) baz su ile (yani, suyun asit formunun) reaksiyonu olarak yorumlanır. H 2 O / HO - ). Bu nedenle su bir amfolittir .
Bu teorinin Arrhenius teorisine göre avantajı iki yönlüdür:
Lewis'in (1923) tanımı Brønsted'in tanımından daha geneldir. Bu tanıma göre asit, reaksiyon sırasında bir çift elektronu (bir ikili) kabul edebilen kimyasal bir bileşiktir:
Notlar:
Asitler şu şekillerde olabilir:
Sudaki reaksiyonlar genellikle Brønsted'in teorisi ile işlenir. Bir asit, AH (veya AH + ) jenerik formülü ile temsil edilebilir .
Zayıf asitler ve güçlü asitler arasında bir ayrım yapılır . İkinci suda sokulur su ile reaksiyon tamamlanır ve çözücü iyonu ürettiği için, işletme AH çözelti içinde yok olması ile karakterize edilir , H 3 O + .
Güçlü asitler arasında hidrasitler ( hidrohalik asitler HCl , HBr , HI gibi ) ve oksoasitler ( oksijen atomlarıyla çevrili yüksek derecede oksidasyona sahip merkezi bir atoma sahip asit molekülleri , örneğin: nitrik asit , sülfürik asit , perklorik asit) bulunur. , permanganik asit ).
“Güçlü” asit/baz ve “tamamen ayrışmış” asit veya bazdan bahsetmek eşdeğerdir. Aşağıdaki AH ve H 2 O arasındaki reaksiyon ne kadar sağa kaydırılırsa, asit o kadar güçlü (ve daha az zayıf) olur. Hidroklorik asit gibi bazı asitler reaksiyonu tamamen sağa kaydırır. Bu nedenle bu tür asitler suda bulunmazlar.
Zayıf asitler asitlik sabitlerine göre sınıflandırılır ( formik asit , asetik asit ) . Bu olan reaktanlar olan Bronsted denge sabiti olarak tanımlanır asit HA ve (örneğin, su, H için çözücü 2 : O), ve ürünlerin iki bileşenli taban A - ve çözücünün asit şeklinde (örneğin , H 3 O + ).
AH + H 2 O = A - + H 3 O +
Suda asitlik pH ölçeği kullanılarak ölçülür. Bu ölçek genellikle 0 ile 14 arasında, çok asidikten çok baziğe kadar kabul edilir. Bu değerler, bir çözeltinin pH değeri karşılık, rasgele olmayan ettiği formül (basitlik için: konsantrasyon) aktivitesi asit H çözücünün 3 O + ve çözücü tabanında HO - değerlikli 1 mol · L -1 . Su hem zayıf bir asit hem de zayıf bir bazdır (suyun bir amfolit veya bir amfoterik olduğunu söylüyoruz ).
Genellikle asitlerin "kuvvetini" karşılaştırırız:
Su reaksiyona girdiği herhangi bir kuvvetli asit vermek üzere - tamamen - H | 3 O + iyonu . Bu nedenle bu asitlerin gücü karşılaştırılamaz. Bu fenomene asitlerin çözücü seviyelemesi denir .
Tamamen ayrışmış asitlerin/bazların "kuvvetlerini" karşılaştırmak için, sudan başka bir çözücü ( örneğin: etanol ) daha az reaktif, yani daha az bazik, etanoik asit (saf) sudan daha asidik, vb. kullanmak gereklidir . .
Suda en kuvvetli asit H 3 O + ( sulu H + ) ve en kuvvetli baz HO - 'dir . Bu gösterimlerin (H 3 O + ve HO - ) sadece sistemin şematik bir sadeleştirmesini oluşturduğu unutulmamalıdır . Gerçekte, hem H + hem de HO - bir çözünme küresi ile çevrilidir (birkaç su molekülü , polar , iyonlarla elektrostatik benzeri bağlar yapar ). Bu nedenle daha kesin bir gösterim H (H 2 O) n + ve HO (H 2 O) n - olmalıdır . Bununla birlikte, bu daha kesin gösterim, asit-baz fenomeninin anlaşılmasına hiçbir katkıda bulunmaz.
Brønsted'in teorisi diğer çözücülere genellenir.
Protik çözücüler bir H iyonu vermek ve almak mümkün + ( Hydron ), yaygın olarak bilinen proton (dolayısıyla "Protik çözücü"). Protik çözücüler, otoprotoliz dengeleri ve bu dengenin denge sabiti ile karakterize edilir .
Örneğin :
Bu çözücülerde asit-baz çifti kavramı aynı şekilde tanımlanır. Proton alışverişi her zaman çiftin asidik veya bazik formları ile çözücü (veya otoprotoliz dengesinden kaynaklanan iyonları) arasında gerçekleşir. Bazı çiftler suda ve diğer çözücülerde bulunur, ancak diğerleri suda bulunabilir ve başka bir çözücüde olmayabilir veya bunun tersi de geçerlidir. Örneğin :
Birçok çözücü, protonları veya diğer parçacıkları değiştiremez. Örneğin hidrokarbonlarda durum böyledir. Bu durumda asitler ve bazlar tesviye edilemez. Bu çözücüler pratik iyonları solvatı olmadığından, (örneğin, HCI / Cl için denge - ) küçük Cl oluşumu yönünde yer değiştirmektedir - .
H + dışındaki partikülleri değiştiren çözücülerBazı çözücüler proton dışındaki parçacıkları değiştirebilir. Brønsted teorisinin kapsamı dışındadırlar ve çözücü sistem teorisi çerçevesinde ele alınmaları gerekir . Örneğin, BrCl gibi bir çözücü içinde 3 Otoprotoliz tekabül eden denge hali yazılır:2BrCl 3 = BrCI 2 + + BrCI 4 -
Bu BrCl konsantrasyonunun artırılmasına katkıda bu çözücü içinde ilave bir tür bir asit 2 + iyonları . BrCl 4 - iyonlarının konsantrasyonunu artırmaya yardımcı oluyorsa bir bazdır . Örneğin :
Oksit iyonu gibi diğer parçacıklar değiştirilebilir . Böylece ile NO 2 , biz, tepkime 2 NO sahip 2 → NO 3 - + NO + , bir O transferi olarak görülebilir 2- iyonu, bu Lux-Sel asitlerin tanımıdır. Daha sonra, bir gibi bir baz tanımlayabilir O 2- iyonu verici (elektron bakımından zengin) ve bir O gibi bir asit 2- iyonu alıcısının . Diğer durumlarda bu bir F - iyon transferidir . Çözeltideki bu tür reaksiyonlar, metalurjide ve kayaçların incelenmesinde önemli bir rol oynar (aşağıya bakınız).
Sel asit bir O 2- oksit iyonu alıcısının . Olarak petrolojisinin , bunun% 65'ten fazla içeriyorsa kaya asidik olduğunu söylemek silis . Bu, Lux-Flood asitlerinin tanımını yansıtan bir kuraldır: mineral silika SiO 2Oksit iyonu O iyi alıcı 2- oluşturmak olasıdır yüzlü silikat iyon SiO 44- , silika asidiktir.
Bazen kolay bir uygulama silisik asit oluşumudur .
Saldırıya açık yüzey alanı olan katı SiO 2 , zayıf stabilize edilmiş cam + H 2 O sıvı saf ve agresif su = H 2 SiO 3 çözünür ve çözünmüş
Riyolit veya granit gibi silika bakımından zengin kayalar asidik ise, silika bakımından fakir ve kireç CaO veya magnezya MgO bakımından zengin kayalar ise baziktir.
Bu, magmaların davranışını (özellikle yanardağlarda ) anlamak için ve analiz için bir kayayı çözmek istediğimizde, örneğin ICP ile analiz için bir asitte çözünme veya X-ışını floresan spektrometrisi ile analiz için bir bardakta çözünme için önemlidir ( sözde " erimiş inci " tekniği ).
İkinci uygulama için, asitlik genellikle diğer atomların sayısına bölünen oksijen atomlarının sayısı olan asitlik sayısı ile tahmin edilir ; örneğin, SiO 2 2'nin bir asit sayısına sahiptir, CaCO 3 1.5'lik bir asit sayısına sahiptir.
Asidik tat muhtemelen H varlığına karşı duyarlı olan, özellikle PKD2L1 reseptörler tarafından tanınan + iyonları veya bazı siklik nükleotidlere. Bazı çalışmalara rağmen, artık tanınmasının tuzlu tadın tanınmasından bağımsız olduğunu biliyoruz. Bu reseptörler ayrıca vücudun geri kalan önemli bir fizyolojik rol oynayabilir ve CO miktarını kontrol etmek için, belirli hücrelerin yüzeyinde ifade edilen 2 içinde kan ya da miktarının beyin-omurilik sıvısı .
Asit çözeltilerinin temel özelliklerinden biri, çok sayıda malzemeyi çözebilmeleridir . Çözünme gücü, asidin konsantrasyonuna ve malzemenin ve asidin kimyasal doğasına bağlıdır.
Metal , zaman redoks potansiyeli bahsedilen metalinden türetilen bir çift katyon / metal de bu yüzden daha az 0, asidik çözeltiler içinde kararlı değildir olan oksitlenmiş (bir ya da daha fazla kaybı ile iyonize demek olduğunu elektronlar ); Metal iyonu sonra kalabilir çözülmüş ( solvatlanmış ) biçiminde ya da bir ya da daha fazlası ile kombine oksijen iyonları ve meydana oksit . Asitlik sulu korozyonun önemli parametrelerinden biridir . Gravür sanatında metallerin çözünmesi kullanılır, dağlama tekniğidir ; ayrıca metalografide kusurları ortaya çıkarmak için kullanılır (örneğin tane sınırları ).
Kireçtaşı zayıf asitler ile kolayca erir; musluklar limon suyu ( sitrik asit ) veya sirke ( asetik asit ) ile temizlenir .
Camlar ile eritilebilir hidroflorik asit , ama bu asidin kullanımı nedeniyle iyonların varlığından çok tehlikelidir fluorür .
Konsantre asitler ciltte ve mukoza zarlarında (gözler, burun, ağız) yanıklara neden olabilir . Asit yanması durumunda şunları yapmalısınız:
Konsantre asitlerin kullanımı her zaman eğitimli ve donanımlı kişiler (laboratuar önlüğü, eldiven, gözlük) tarafından başlık altında yapılmalıdır .
İşte ana asitlerden bazıları: