annons
×

Syror och baser

109 röster
Ge betyg
125350 visningar
uppladdat: 2003-04-11
Nedanstående innehåll är skapat av Mimers Brunns besökare. Kommentera arbete
Vad är en syra?

Med en syra menar man ett ämne som i t ex vattenlösningar kan avge protoner. De protoner som avges i form av vätejoner. Om man har en lösning av HNO3 i vatten så avges en vätejon samtidigt bildas en nitratjon (NO-3). Denna reaktion kallas protolys för att den innebär förflyttning av en proton. Protonen som avges bildar i vattenlösningar oxoniumjoner. De ingår alltså en förening med vattenmolekylen och bildar H3O+. Det är oxoniumjonerna som ger syrorna deras sura egenskaper. När man säger att en syra är ett ämne vars vattenlösning innehåller fler vätejoner än en neutral lösning är det egentligen oxoniumjonerna man talar om.

Exempel: Protolys av HCl.
HCl (g) + H2O (l) ----> H3O (aq) + Cl- (aq)


Vad är en bas?

När en syra avger en proton måste det finnas ett ämne som kan ta upp protonen. Dessa ämnen kallas baser. Det är alltså ämnen som kan ta upp protoner som definieras som baser. Det är OH- jonerna som ger baserna deras särskilda egenskaper. Har man en vattenlösning av en bas, exempelvis NaOH, innehåller den fria OH- joner. Det är dock bara natrium-, kalium- och kalciumhydroxid och ammoniak som innehåller de här fria jonerna. En OH- jon kan ta upp en proton och bildar då vatten.

OH- + H+ ----> H2O


Vad är en indikator?

För att visa om en lösning är sur eller basisk använder man sig av indikatorer. De vanligaste indikatorerna är BTB (bromtymolblått), lackmus och fenolftalein. Både BTB och lackmus kan indikera om en lösning är sur, neutral eller basisk medan fenolftalein enbart visar om lösningen är basisk eller inte. Indikatorerna använder sig av pH skalan för att visa hur sur eller basisk en lösning är. En annan indikator som används flitigt är universalindikatorn. Det är en blandning av olika indikatorer och tack vare det har varje pH-värde sin egen färg.

Här är några indikatorers färgskala:

Beskrivning av olika syror

Väteklorid, HCl, är en gas som löst i vatten kallas saltsyra. Saltsyra är väldigt surt och har en stickande lukt. Löser du så mycket väteklorid i vatten som möjligt får du en mättad lösning, eller en lösning koncentrerad saltsyra. Koncentrerad saltsyra ”ryker” i luft och det beror på att lösningen avger vätekloridånga. Ångan tar upp fukten i luften (vattenångan) och bildar små droppar saltsyra.

Svavelsyra, H2SO4, är en färglös och luktlös vätska. Koncentrerad svavelsyra reagerar snabbt med både organiska och oorganiska ämnen. Den är mycket frätande och kan orsaka stora hål på kläder och liknande om man spiller det på sig. Liksom saltsyra reagerar svavelsyra med oädla metaller. Zink, magnesium, aluminium och järn bildar tillsammans med svavelsyra och saltsyra vätgas och ett salt. Reagerar till exempel svavelsyra och aluminium bildas vätgas och aluminiumsulfat. Varm, koncentrerad svavelsyra kan, till skillnad från saltsyra, även lösa ädlare metaller som silver och koppar. Det bildas då förutom sulfat svaveldioxid, SO2. Det är en färglös gas som har en stickande lukt.

Salpetersyra, HNO3, är en stark syra som oftast är färglös, med undantag för handelns koncentrerade salpetersyra som kan vara svagt gulfärgad. Syran är mycket frätande på både organiska och oorganiska material. Salpetersyra löser de flesta metaller, även de ädla. Vid sådana här försök bildas inte vätgas som hos reaktionerna med svavelsyra och saltsyra, utan nitrösa gaser. Nitrösa gaser är ett samlingsnamn för kväveoxider. Vid reaktion med exempelvis Mg (magnesium) bildas NO (kväveoxid) och NO2 (kvävedioxid). Nitrösa gaser är väldigt giftiga och kan bildas vid väldigt höga temperaturer i t ex bilmotorer.


Beskrivning av olika baser

Natriumhydroxid, NaOH, är ett vitt, fast ämne som är mycket lättlösligt i vatten. Vattenlösningen kallas natronlut. Man kan lösa stora mängder natriumhydroxid i vatten och på så sätt få fram en starkt basisk lösning. Upplösningen är kraftigt värmeutvecklande.

Ammoniak, NH3, är en färglös gas vid rumstemperatur. Gasen har en särskild doft och om man andas in för mycket av gasen kan luftrörens slemhinnor skadas. Ammoniak är en ganska svag bas. Ammoniumjoner, NH4+, ingår i några viktiga salter, t ex salmiak.

Vad innebär pH?

När ämnen är lösta i vatten förekommer alltid vätejoner, H+ och hydroxidjoner, OH-. I en sur lösning finns det ett överskott av H+ joner och i basiska lösningar finns det överskott av OH- joner. En lösning som innehåller lika stor substansmängd H+ som OH- är neutral.
pH skalan visar hur surt eller hur basisk en lösning är. Skalan sträcker sig mellan ungefär -1 till 15 och en lösning med lågt pH är surare än en lösning med högt värde. I destillerat vatten är substansmängderna H+ och OH- lika stora. Det gör lösningen neutral. För att en lösning skall vara neutral så ska pH värdet vara 7.

Vad är en stark/svag syra?

Det som avgör om en syra är svag eller stark är hur stor del av den som är protolyserad i en vattenlösning. Exempel på starka syror är saltsyra, svavelsyra och salpetersyra. I exempelvis saltsyra finns bara oxoniumjoner och kloridjoner, men inte vätekloridjoner.
Kolsyra är en svag syra. Hos svaga syror är det endast en liten del av syramolekylerna protolyserad. En kolsyralösning är därför svagt sur. Sammanfattningsvis kan man säga att en stark syra protylyseras fullständigt i vattenlösning medan en svag syra bara protolyseras delvis.


Vad är en stark/svag bas?

Även hos baserna är det mängden atomer som protolyseras som avgör om det är en stark eller svag bas. Man kan mäta hur mycket ström lösningar leder. Ju starkare basen är, alltså ju fler atomer som är protolyserade, desto bättre leder lösningen ström. I en ammoniaklösning med en koncentration på 0,1 M protolyseras ca 1 % av atomerna och lösningen leder ström ganska dåligt. Ammoniak sägs därför vara en svag bas.
En natriumhydroxidlösning leder ström betydligt bättre än en ammoniaklösning med samma koncentration. Man kan då dra slutsatsen att mängden OH- joner är högre i natriumhydroxidlösningen än i ammoniaklösningen. Vanligtvis säger man att det är mängden OH-joner som avgör om en bas är stark eller svag.


Vad är ett salt?

Ett salt är det samma som en jonförening. De består av negativa och positiva joner. Jonerna är ordnade i ett jongitter, vilket är detsamma som kristaller. Varje salt har sin egen struktur. Eftersom salter är neutrala måste en formelenhet innehålla lika många positiva som negativa laddningar. Salter har oftast väldigt hör smältpunkt (ca 1000o). Det beror på att de ingående jonernas attraktionskraft till varandra är så stark. I ett jongitter sätter man inte ut jonernas laddning, men det gör man däremot i vattenlösningarna av salterna. Det beror på att jonerna i en vattenlösning fria från varandra. Jonföreningar uppstår mellan ickemetaller och metaller. Det finns vissa undantag när två ickemetaller ligger väldigt långt ifrån varandra i det periodiska systemet.
Man kan framställa salt på flera olika sätt.

Metall + syra. Låter man en oädel metall reagera med en syra bildas en saltlösning. Vi har på laboration gjort försöket med zink och svavelsyra. Då bildas en saltlösning och vätgas:

Zn(s) + H2SO4(aq) ----> H2(g) + Zn2+(aq) + SO42-(aq)
Får vattnet avdunsta bildas saltet ZnSO4.

Metalloxid + syra. Om man däremot låter en metalloxid och en syra reagerar bildas en saltlösning och vatten. Vi har gjort försöket med kopparoxid och saltsyra. Följande reaktion skedde:

CuO(s) + HCl(aq) ----> Cu2+(aq) + Cl-(aq) + H2O(l)
Låter man vattnet avdunsta får man saltet CuCl2.


Neutralisation. En sur lösning innehåller, som jag nämnt tidigare, oxoniumjoner. Låter man en syra reagera med en bas, som har ett överskott av hydroxidjoner, sker en kemisk reaktion. Oxoniumjonerna reagerar med hydroxidjonerna och bildar vatten. De ämnen som tidigare ingick som joner i lösningen kan vid indunstning fås som ett fast salt:

HCl (aq) + NaOH (aq) ----> H2O (l) + NaCl (aq)


Vad innebär neutralisation?

Om en lösning är neutral är den varken sur eller basisk. Den har pH 7 och innehåller lika många oxoniumjoner som hydroxidjoner. En sådan lösning bildas om man slår samman en sur och en basisk lösning, till exempel HCl och NaOH. Det är då viktigt att man tar samma mängd av båda och att det har samma koncentration. Använder man BTB som indikator så ska den neutrala lösningen bli grön. Reaktionen blir då följande:

H3O+ + OH- ----> H2O + H2O

Då har jag utlämnat de joner som inte ingår i reaktionen.

Vad innebär sura/basiska oxider?
Syre bildar oxider med nästan alla grundämnen. De flesta av ickemetallernas oxider är sura. Olika sura oxider är CO2, NO2 och SO2. Oxider som reagerar visar sur reaktion i sina vattenlösningar tillhör alltså de sura oxiderna. Exempel på basiska oxider är CaO och CuO. Hit hör alla oxider som bildar en basisk vattenlösning. Särskilt oxider i grupp 1 och 2 är basiska. Dessa är även lättlösliga. Många andra basiska oxider är svårlösliga i vatten. För att kontrollera om de är sura eller inte så kan man behandla dem med utspädda syror. En basisk oxid reagerar med syran och ger fria metalljoner och vatten.


Laborationer

Dessutom har jag genomfört ett antal laborationer. Anledningen till att jag samlar dem här är att jag tycker att man får en bättre överblick genom att ha dem samlade.


Försök 1.

Under laboration nr 1 skulle vi undersöka ledningsförmågan hos några lösningar med varierande pH-värde. De lösningar vi undersökte var HCl, NaOH och destillerat vatten.
Bäst ledde NaOH, men även HCl ledde väldigt bra. Det destillerade vattnet ledde ingen ström med de instrument vi använde. Vid ett senare tillfälle användes ett kraftigare instrument vid en genomgång. Då kunde vi se att även vatten leder ström, om än väldigt svagt.
Att syran och basen leder så bra beror på att det i lösningen finns mycket fria joner. Så gott som alla molekyler är protolyserade till skillnad från vattnet. I vattnet är endast väldigt få molekyler som är protolyserade.


Försök 2.

Vid genomförandet av laboration 2 lät vi magnesium reagera med utspädd saltsyra. Det skedde en värmeutvecklig och det började bubbla. Vi samlade upp den gas som bildades och tände på den. Det bildades då den för vätgas karakteristiska knallen.
När vi sedan lät magnesium reagera med salpetersyra blev reaktionen helt annorlunda. Det bildades en orange gas som vi sedan identifierade som NO2. Det bildades även NO, men det är en färglös gas som inte syns. Kväveoxider, som de båda kallas med ett gemensamt namn, bildas vid höga temperaturer i t ex bilmotorer. Tillsammans med regnvattnet kan det sedan bildas HNO3 som bidrar till försurningen.

Försök 3.

Denna laboration gick ut på att hälla koncentrerad svavelsyra i vatten. Vi gjorde just det och kontrollerade temperaturen. Temperaturen steg från 20,5 o till hela 95 o. Det skedde alltså en kraftig värmeutveckling. Det är p g a denna kraftiga värmeutveckling som man alltid ska hälla syran i vattnet och inte tvärtom. Häller man vatten i koncentrerad syra skvätter det syra vid reaktionen.


Försök 4.

När vi skulle göra försök 4 tappade vi upp vattenledningsvatten i en bägare
och droppade i BTB. Därefter blåste vi utandningsluft i vattnet. Vattnet reagerade då surt, eftersom vår utandningsluft innehåller CO2. När vi sedan värmde vattnet till dess kokpunkt försvann den sura reaktionen och vi hade återigen blått BTB vatten.

löslighet strömledningsförmåga reaktion m BTB
natriumhydroxid lättlöslig leder ström basisk
kaliumhydroxid rel. lättlöslig leder ström basisk
kalciumhydroxid svårlöslig leder ström basisk

Försök 5.

I försök 5 kontrollerade vi tre ämnens löslighet, strömledningsförmåga och reaktion med BTB. Jag har valt att redovisa laborationen i en tabell:


Försök 6.

I den s k ammoniakfontänen har vi först värmt några cm3 i en rundkolv. Vi har innan förslutit kolven med en kolv. Det sitter dock ett litet rör i korken. När all ammoniak övergått till gasform vänder vi kolven upp och ner i en stor bägare med vatten, försedd med fenolftalein. Ammoniakgasen löser sig lätt i vatten och det bildas då ett undertryck i kolven. Det gör att vattnet sprutar upp genom röret i korken. Det bildas en fontän.


Försök 7.

Försök 7 genomförde vi i små brunnar för att inte använda så mycket starka syror och baser. Indikatorerna vi använde för att visa omslagsintervaller för olika indikatorer var BTB, fenolftalein, lackmus, metylrött, metylorange och universalindikator. Resultatet blev 6 rader med olika färgskalor i lösningar med pH mellan 2 och 10...

...läs fortsättningen genom att logga in dig.

Medlemskap krävs

För att komma åt denna sida måste du vara medlem och inloggad.

Är du inte redan medlem?

Bli medlem nu och få tillgång till allt innehåll på hela Mimers Brunn.

Kommentera arbetet: Syror och baser

  Kommentera
Tack för din kommentar! Ladda om sidan för att se den. ×
Det verkar som att du glömde skriva något ×
Du måste vara inloggad för att kunna kommentera. ×
Något verkar ha gått fel med din kommentar, försök igen! ×

Kommentarer på arbetet


Källor för arbetet

Saknas


Källhänvisning

Jennie Sjöhamn [2003-04-11]   Syror och baser
Mimers Brunn [Online]. http://www.mimersbrunn.se/Syror_och_baser_2606.htm [2014-10-22]

Rapportera det här arbetet

Är det något du ogillar med arbetet? Rapportera
Vad är problemet?



Mimers Brunns personal granskar flaggade arbeten kontinuerligt för att upptäcka om något strider mot riktlinjerna för webbplatsen. Arbeten som inte följer riktlinjerna tas bort och upprepade överträdelser kan leda till att användarens konto avslutas.
Din rapportering har mottagits, tack så mycket. ×
Du måste vara inloggad för att kunna rapportera arbeten. ×

Senaste foruminläggen

annons

Ladda upp ditt arbete

Dela med dig, ladda upp ditt arbete och hjälp andra! Mimers Brunn söker ständigt nya arbeten på alla nivåer. Inget arbete är stort eller för litet för att ligga uppe på Mimers Brunn.

Ladda upp arbete

Senaste kommentarer

Mimers Brunn tipsar om

Efter gymnasiet

Efter gymnasiet börjar den första tiden som vuxen, vad ska man göra? Resa kanske? Jobba? Mimers Brunn hjälper dig! Efter gymnasiet

Nya medlemmar

Senaste inloggningarna