10.2: Кислотна та базова міцність

Цілі навчання

• Визначте сильну і слабку кислоту і основу.
• Розпізнайте кислоту або основу як сильну або слабку.

Сильні і слабкі кислоти

За винятком їх назв і формул, до цих пір ми розглядали всі кислоти як рівні, особливо в хімічній реакції. Однак кислоти можуть сильно відрізнятися дуже важливим чином. Розглянемо$\ce{HCl(aq)}$. Коли$\ce{HCl}$ розчиняється в$\ce{H2O}$, він повністю дисоціює на іони H ⁺ (aq) і Cl ⁻ (aq); всі молекули HCl стають іонами:

$$\ce {HCl\overset{100\%}{\rightarrow}H^{+}(aq) + Cl^{-}(aq)}$$

Будь-яка кислота, яка дисоціює 100% на іони, називається сильною кислотою. Якщо він не дисоціює 100%, це слабка кислота. HC ₂ H ₃ O ₂ - приклад слабкої кислоти:

$$HC_{2}H_{3}O_{2}\overset{\sim 5\%}{\longrightarrow}H^{+}(aq)+C_{2}H_{3}O_{2}^{-}(aq)$$

Оскільки ця реакція не йде на 100% до завершення, доцільніше записати її як оборотну реакцію:

$$HC_{2}H_{3}O_{2}\rightleftharpoons H^{+}(aq)+C_{2}H_{3}O_{2}^{-}(aq)$$

Як з'ясовується, сильних кислот дуже мало, які наведені в табл$\PageIndex{1}$. Якщо кислота тут не вказана, то це слабка кислота. Він може бути 1% іонізованим або 99% іонізованим, але все ж класифікується як слабка кислота.

Будь-яка кислота, яка дисоціює 100% на іони, називається сильною кислотою. Якщо він не дисоціює 100%, це слабка кислота.

Таблиця$\PageIndex{1}$: Сильні кислоти і основи

Кислоти	Основи
HCl	ЛеО
HBr	NaOH
ПРИВІТ	КОНХ
HNO 3	Бро
Н 2 ТАК 4	CsoH
ХЛО 3	Мг (ОН) 2
ХЛО 4	Са (ОН) 2
	Ср (ОН) 2
	Ба (ОН) 2

Сильні та слабкі основи

Питання схоже з основами: міцна основа - це основа, яка на 100% іонізується в розчині. Якщо він менше 100% іонізований в розчині, це слабка основа. Сильних підстав (Таблиця$\PageIndex{1}$) дуже мало; будь-яка база, не вказана, є слабкою базою. Всі міцні основи є OH ^— сполуками. Таким чином, основа, заснована на якомусь іншому механізмі, наприклад NH ₃ (який не містить іонів OH ⁻ як частину своєї формули), буде слабкою основою.

Приклад$\PageIndex{1}$: Виявлення сильних і слабких кислот і основ

Визначте кожну кислоту або основу як сильну або слабку.

1. HCl
2. Мг (ОН) ₂
3. С ₅ Ч ₅ Н

Рішення

1. Оскільки HCl вказано в табл.$\PageIndex{1}$, Це сильна кислота.
2. Оскільки Mg (OH) ₂ вказано в таблиці$\PageIndex{1}$, це сильна основа.
3. Азот в C ₅ H ₅ N діяв би як протонний акцептор і тому може вважатися основою, але оскільки він не містить з'єднання OH, його не можна вважати сильною основою; це слабка основа.

Вправа$\PageIndex{1}$

Визначте кожну кислоту або основу як сильну або слабку.

1. $\ce{RbOH}$
2. $\ce{HNO_2}$

Відповідь на

міцна основа

Відповідь б

слабка кислота

Приклад$\PageIndex{2}$: Характеристика базової іонізації

Напишіть збалансоване хімічне рівняння для дисоціації Са (ОН) ₂ і вкажіть, переходить воно на 100% до продуктів чи ні.

Рішення

Це іонна сполука іонів Ca ²⁺ та OH ⁻ іонів. Коли іонне з'єднання розчиняється, воно розділяється на складові його іони:

$$\ce{Ca(OH)2 → Ca^{2+}(aq) + 2OH^{−}(aq)} \nonumber$$

Оскільки Ca (OH) ₂ вказано в табл.$\PageIndex{1}$, ця реакція протікає 100% на продукти.

Вправа$\PageIndex{2}$

Напишіть збалансоване хімічне рівняння дисоціації гідразової кислоти (HN ₃) і вкажіть, переходить вона на 100% до продуктів чи ні.

Відповідь на

Реакція наступна:

$$\ce{HN3 → H^{+}(aq) + N3^{−}(aq)} \nonumber$$

Це не стосується 100% продуктів, оскільки гідразойна кислота не є сильною кислотою.

Ключові виноси

• Сильні кислоти і основи на 100% іонізуються у водному розчині.
• Слабкі кислоти і основи менше 100% іонізуються у водному розчині.