כימיה לבגרות/חומצה בסיס

מתוך ויקיספר, אוסף הספרים והמדריכים החופשי
קפיצה אל: ניווט, חיפוש

אינדיקאטור – חומר שעוזר לנו לגלות נוכחות של חומר מסוים או תכונה של חומר. האינדיקאטור של חומר מסוים, מגיב עמו וכתוצאה מכך יש שינוי מורגש באינדיקטור. לרוב השינוי באינדיקטור (תוצאת התגובה) הוא שינוי צבעו אך הוא יכול להתבטא גם בשחרור חומר מסויים.

סוגי אינדיקטורים לחומצה ובסיס :

  1. נייר לקמוס.
  2. נייר pH.
  3. ברום תימול כחול
  4. פנואל פתלאין.

חומצה (HA)[עריכה]

הגדרת החומצה[עריכה]

קימות שתי הגדרות לחומצה. שתי ההגדרות נכונות; כל אחת מתארת תהליך שונה שעוברת חומצה :

  1. הגדרה של ארינוס: חומצה היא חומר מולקולארי בלבד היכולה לפלוט +H, כיוון שהיא בעלת קוטב חיובי חזק (+δ) .
  2. לפי לאורי ברנסטד (המקובלת): כאשר חומצה נמצאת במים מתקבל יון הידרוניום ().

איך לזהות חומצה?[עריכה]

לחומצות יש מספר תבניות קבועות והם :

  1. HX(g)‎ כאשר X הוא הלוגן.
  2. HnXOn כאשר X הוא אל מתכת.

דוגמאות[עריכה]

חומצות חזקות : ,, H3, ,

חומצות חלשות : (חומצה אורגנית)

סוגי חומצות[עריכה]

ישנם 3 סוגי חומצות :

  1. חומצה חד פרוטי. למשל : HI.
  2. חומצה דו פרוטית, למשל : H2SO3.
  3. חומצה תלת פרוטית. קיימת רק אחת והיא : H3PO4

תגובה במים[עריכה]

הגדרנו את החומצה : כאשר חומצה נמצאת במים מתקבל יון הידרוניום (). לכן, עתה, נראה איך מנסחים תגובה של חומצה עם מים. בכדי להבין את השלבים, נראה את הניסוח עבור מספר חומצות.

הערה : כל חומצה בתמיסה מימית מוליכה חשמל כיוון שיש יונים חופשים בתמיסה.

תבנית ניסוח תגובה[עריכה]

ניסוח תגובה נראה כך:

המימן (H) של מולקולת החומצה "נוטש" אותה לטובת מולקולת המים (B) וכך, נוצר יון הדרוניום וחומצה מיוננת שלילית כיוון ש"עזב" אותה פרוטון (אטום מימן ללא אלקטרון).

דוגמאות[עריכה]

חומצה חד פרוטית[עריכה]

  1. שלב א': רשימת החומצה + מים.
  2. שלב ב : המימן (H) של מולקולת "נוטש" אותה לטובת מולקולת המים וכך, נוצר יון הדרוניום.
  1. שלב ג' : רושמים "מה נשאר מהחומצה" ומעליה הסימן מינוס.

שימו לב! : חומצה דו פרוטית[עריכה]

  • שלב א' : רשימת החומצה + מים.
  • שלב ב' : שני מימנים נוטשים את החומצה לטובת שני מולקולות מים! לכן :
    • יש לנו 2 מולקולות של יוני הדרוניום ו-2 מולקולות מים ().
    • החומצה מסרה 2 אלקטרונים ולכן היא מסומנת : .
כלומר :

על אותו עקרון של חומצה תלת פרוטית[עריכה]

  • שלב א' : רשימת החומצה + מים.
  • שלב ב' : שלושת המימנים מתחברים אל שלושה מולקולות מים ולכן הניסוח יראה כך :

H3PO4 + 3H2O ---> 3H3O+(aq) + PO4-3

בסיס (B:)[עריכה]

הגדרת הבסיס[עריכה]

בסיס הוא חומר יוני או מולקולרי אשר יכול לקשור +H כיוון שיש לו קוטב שלילי חזק (-δ) או יון שלילי.

איך לזהות בסיס?[עריכה]

לבסיס יש תבניות קבועות :

  • חומר יוני בסיסי : M)OH) כאשר M היא מתכת.
  • חומר מולקולרי בסיסי : אמינים - RNH2. "מקרים פרטים :" NH3 (אמוניה).

תגובה במים[עריכה]

הגדרנו כי הבסיס הוא חומר יוני או מולקולרי אשר יכול לקשור -H כיוון שיש לו קוטב שלילי חזק (-δ) או יון שלילי. עתה, נראה כיצד לנסח את התגובה.התגובה זהה לתגובת חומצה, רק שבמקום לקבל יוני הדרוניום נקבל -OH.

דוגמאות[עריכה]

חומר יוני במים מתפרק. לכן, חומר יוני בסיסי במים יתפרק לשני חומרים, אחד מתכת והשני -OH. המים ירשמו מעל לחץ. דוגמא :

דוגמא לניסוח תגובה במים (המים נרשמים ליד החומר) של חומר מולקולרי :

אמפיפרוטנים - חומרים יונים המתפקדים כבסיס במים[עריכה]

ישנם חומרים המתפקדים כבסיס במים, חשוב לדעת אותם :

  1. CO3-2
  2. -H
  3. 2-O

דוגמא לתגובות :

דוגמא I[עריכה]

ינתן ניסוח ויבקשו לרשום תגובת סתירה: .

התגובה :

דוגמא II[עריכה]

תגובת סתירה[עריכה]

תגובת סתירה זו תגובה בין בסיס לחומצה.

ניסוח :
כאשר חומצה ובסיס נמצאים יחד, מתרחשת תגובה במהלכה נפלטות מולקולות מים.

סולם pH[עריכה]

סרגל

סולם pH הוא סרגל המודד את רמת החומציות בתמיסה. הסרגל נע בין הטווחים 1-14. כאשר :

  • 1-6 : התמיסה חומצית. ערך 1 מסמל את רמת החומציות הגבוה ביותר.
  • 7 : התמיסה נטרלית.
  • 8-14 : התמיסה בסיסית.

במהלך תגובת הסתירה, רמת ה-pH משתנה, כיוון שמולקולות חומצה מגיבות עם מולקולות בסיס והופכות למים.
סתירה מלאה - אם כמות החומצה והבסיס שווים, נקבל בסופו של דבר תמיסה נטרלית, כלומר מים (PH=7). במהלך התגובות שנרשום, נתייחס תמיד לסתירה מלאה.

דוגמאות לניסוח[עריכה]

ניסוח התגובה בין בסיס KOH לחומצה יתבצע כך :

  • נרשום ניסוח עבור החומצה + מים :
  • ניסוח הבסיס + מים : (מעל החץ יש מים).
  • ביצוע תגובת סתירה :
    • איזון המשוואה - על פי ההגדרה, אמרנו שחייב להיות כמות זהה של חומצה ושל בסיס לקבלת סתירה מלאה. כיוון שיש לנו 2 מולקולות של יוני הדרוניום, אנו צריכים שני מולקולות של יוני הידרוכסיד (OH) . לכן, נוסיף יותר מהתמיסה השניה (בסיס ומים). כלומר נשים:

תגובת סתירה וסטויכיומטריה[עריכה]

בדרך כלל, נושא זה משולב יחד עם נושא סטויכיומטריה. גם פה יכול להופיע נושא העודפים.