Razlika između inačica stranice »Kiseline«

Dodano 959 bajtova ,  prije 4 godine
Uveden podnaslov, poveznice
(Dodana dva podnaslova.)
(Uveden podnaslov, poveznice)
[[File:Oxsalsäure.png|mini|250px|Oksalna, dikarboksilna kiselina]]
 
*'''Kiselina''' je [[molekula]] ili druga vrsta čestice koja može predati proton ili primiti elektronski par u [[Kemijska reakcija|kemijskoj reakciji]]. <ref> [https://en.oxforddictionaries.com/definition/acid] Oxford Living Dictionaries: Acid</ref>
Iskustveno, kiseline su tvari koje u vodenoj otopini imaju kiseo okus, mijenjaju boju indikatora (npr. lakmusa od modre u crvenu). U reakciji s mnogim metalima oslobađaju vodik a u [[Neutralizacija (kemija)|reakciji neutralizacije]] s bazama stvaraju soli.
 
==Elektrolitska disocijacija kiselina==
Kiseline su najčešće [[Kovalentna veza|kovalentni spojevi]] koji sadrže jedan ili više atoma vodika. U vodenoj otopini kiselina (proton donor) reakcijom '''[[Elektrolitska disocijacija|elektrolitske disocijacije]]''' otpušta vodik kao [[proton]] (H<sup>+</sup>) koji se veže na molekulu vode (proton akceptor), dakle elektrolitska disocijacija je istovremeno reakcija kiseline s otapalom (vodom). Pri tome nastaje hidronijev (oksonijev) kation, H<sub>3</sub>O<sup>+</sup>. Primjeri s klorovodičnom (kloridnom) i dušićnom (nitratnom) kiselinom:
:::<math>\mathrm{HCl(g) + H_2O(l) \leftrightarrows H_3O^+(aq) + Cl^-(aq)}</math>
:::<math>\mathrm{HNO_3(l) + H_2O(l) \leftrightarrows H_3O^+(aq) + NO_3{^-}(aq)}</math>
 
Cijepanje veze u molekuli kiseline koja sadrži vodikov atom i prijelaz protona na molekulu vode omogućeno je upravo nastajanjem stabilnog [[Hidronijev kation|hidronijeva kationa]] (H<sub>3</sub>O<sup>+</sup>) što također znači da proton nije u otopini slobodan. Naime proton H<sup>+</sup> je nestabilan u vodenoj otopini, ne može postojati sam te se stabilizira vezanjem na slobodni [[Kovalentna veza|elektronski par]] molekule vode. Kiseline imaju kisela svojstva zbog hidronijeva kationa, koji je dakle nositelj kiselih svojstava kiselina. Zaključujemo da jakost neke kiseline ovisi o koncentraciji hidronijevih kationa.
 
Što dakle uvjetuje da li će neka kiselina biti jaka ili slaba?
:::[[File:Kiseline dušična, sumporna, fosforna.png|450px|center| Strukturne formule kiselina]]
 
Cijepaju se veze O−H a ne veze N−O, S−O, P−O, zbog veće razlike u [[Elektronegativnost|elektronegativnosti]] O i H atoma. Time također nastaju kiselinski anioni: NO<sub>3</sub> <sup>-</sup>, HSO<sub>4</sub><sup>-</sup> i H<sub>2</sub>PO<sub>4</sub><sup>-</sup>. Kod dva posljednja iona još postoje O−H veze i mogućnost odcjepljenja protona ali ioni su već negativni te je mogućnost narednog odcjepljenja sve manja.
Stupanj disocijacije, odnosno jakost kiseline ovisi o jakosti O−H veze, što je ta veza slabija kiselina je jača.
Jakost veze ovisi o gustoći elektronskog oblaka oko kisikova atoma s kojim je povezan vodikov atom. Ta gustoća je to manja i također jakost veze s vodikom što je centralni atom veće [[Elektronegativnost|elektronegativnosti]] i što je na njega vezano više „slobodnih” elektronegativnih atoma kisika, pa je prema njima koncentriran elektronski oblak molekule. Zato jakost kiseline pada u nizu:
 
:::<math>\mathrm{HClO_4 > HClO_3 > HClO_2 > HClO}</math>
Treba uočiti da kiselina može biti kationska, anionska ili električki neutralna. Općenito vrijedi, ako je elektronegativnost centralnog atoma molekule kiseline veća od 1,7 proton se oslobađa disocijacijom inače se oslobađa ion OH<sup>-</sup>.
 
Ako je veza između centralnog atoma i kisikova atoma približno iste polarnosti kao veza O−H mogu se cijepati sad jedna sad druga veza te nastaju npr. ioni: <ref> Filipović, Lipanović: "Opća i anorganska kemija", 9. izd., Školska knjiga, Zagreb, 1995., ISBN 953-0-30907-4, str.411-414 </ref>
[[File:Amfoternost aluminijeva spoja.png|1000px|center|Amfoternost aluminijeva spoja]]
 
:::<math>\alpha=\frac{broj\ disociranih\ molekula\ kiseline}{ukupan\ broj\ molekula\ kiseline}\cdot 100 \qquad %</math>
 
Mjera jakosti neke kiseline je njena [[konstanta disocijacije]], K<sub>a</sub>. Primjer reakcija disocijacije klorovodične kiseline:
::::<math>\mathrm{HCl + H_2O \leftrightarrows H_3O^+ + Cl^-}</math>
 
| vrlo jake kiseline||align="center"| > 10<sup>3</sup>|| HNO<sub>3</sub>
|}
 
==pH vrijednost==
Praktično se kiselost izražava brojčano u '''[[pH]]''' vrijednostima.
pH je mjera kiselosti ili bazičnosti vodenih otopina. Jednaka je negativnom logaritmu koncentracije iona vodika u otopini. Iskazuje se ljestvicom pH-vrijednosti od 0 do 14, pri čemu neutralne otopine (kao voda) imaju pH-vrijednost 7. Kisele otopine imaju pH ispod 7, a alkalične (bazične, lužnate) iznad 7. Kiseline su jače što je pH manji, a baze što je pH veći. pH vrijednost se mjeri indikatorima (lakmus papiri) ili pehametrom. S. P. Sørensen uveo je pH-ljestvicu 1909.<ref>[http://proleksis.lzmk.hr/?s=pH] Leksikografski zavod Miroslav Krleža, Proleksis enciklopedija: pH </ref>
 
== Primjeri kiselina i konstante disocijacije==
|Ugljična||H<sub>2</sub>CO<sub>3</sub>||4,45·10<sup>-7</sup>||4,7·10<sup>-11</sup>||
|-
|Trikloroctena||Cl<sub>3</sub>CCOOH||1,29·10<sup>-1</sup>|| ||align="center"|<ref name="Ana"> D. A. Skoog, D. M. West, F. J. Holler: Osnove analitičke kemije, Školska knjiga, Zagreb 1999., 1.izdanje, ISBN 953-0-30919-8</ref>
|-
|}
 
 
==Povijest definicija kiselina==
===Arrheniusova elektrolitska disocijacija===
*Kiseline su tvari koje elektrolitskom disocijacijom u vodenim otopinama daju hidronijev ion, H<sub>3</sub>O<sup>+</sup>.
Razumijevanje kiselina započinje teorijom elektrolitske disocijacije  [[Wilhelm Ostwald|Wilhelma Ostwalda]] i [[Svante August Arrhenius|Svante Augusta Arrheniusa]] iz 1880. Teorija se temelji na svojstvu nekih tvari, koje su nazvane elektroliti, da u vodenim otopinama tvore ione, električno nabijene čestice. Kiseline su spojevi koji sadrže vodik i u vodenim otopinama povećavaju koncentraciju vodikovih iona (H<sup>+</sup>, [[Proton|protona]]). Također je utvrđena veza između jakosti kiselina i koncentracije vodikovih iona (H<sup>+</sup>, protona). Istovremeno se [[Baze (kemija)|bazična ili lužnata svojstva]] tvari mogu pripisati prisutnosti hidroksidnih iona (OH<sup>-</sup>) u vodenim otopinama. Tako se reakcija neutralizacije kiselina i baza može objasniti reakcijom ta dva iona koji daju neutralnu molekulu vode:
 
:::<math>\mathrm{H^+ + OH^- \leftrightarrows H_2O}</math>
 
===Lewisove kiseline ===
Još općenitiju teoriju postavio je [[Gilbert Newton Lewis|Gilbert N. Lewis]] 1923:
 
„Kiselina je tvar čije čestice mogu primiti par elektrona od baze uz nastanak kemijske veze koja se sastoji od jednog zajedničkog elektronskog para (kovalentna veza).” <ref name="Brit"/>
578

uređivanja