Sura och basiska ämnen och lösningar

Videogenomgång (flippat klassrum)

Vad är ett surt respektive ett basiskt ämne?

Fråga eleverna, hur definierar vi en syra resp. en bas?

• BUSA-regeln!
• Baser Upptar, Syror Avger (protoner)

Saltsyra (HCl) reagerar med ammoniak (NH₃), bildar salmiak (NH₄Cl):

Saltsyran (HCl) är en syra eftersom den avger en proton (vätejon, H⁺), och ammoniak (NH₃) är bas eftersom den tar upp en proton.

Saltsyran är sur

Saltsyrans protolys:

• Det bildas en kloridjon och en oxoniumjon.

Men, faktum är att kloridjonen också är en (mycket, mycket svag) bas!

Därför är protolysreaktionen en jämvikt:

HCl + H₂O ⇌ H₃O⁺ + Cl^–

I reaktionen har vi två syra-bas-par:

1. HCl/Cl^– 

   Kan eleverna komma på det andra syra-bas-paret?

2. H₃O⁺/H₂O

Protolys och protolyt

Protolys

• En reaktion, där det spjälkas av en proton.
• Med andra ord: En syra-bas-reaktion.

Protolyt

• Ett sammanfattande namn för syror och baser.

Ammoniak är en bas

Ammoniakens reaktion med vatten:

Ammoniumjonen är en (svag) syra.

• Därför blir reaktionen en tydlig jämvikt!

Det konstiga vattnet

Vatten är en amfolyt: Kan fungera både som syra och som bas.

Vattnets autoprotolys:

Uppgifter till eleverna

Ange den korresponderande basen till följande ämnen:

1. Svavelsyra
2. Ättiksyra, CH₃COOH (HAc)
3. Oxoniumjon
4. Vatten

Ange den korresponderande syran till följande ämnen:

1. Ammoniak
2. Sulfatjon
3. Hydroxidjon
4. Vatten

pH anger koncentrationen H⁺

(Egentligen H₃O⁺)

Definition:

\[\mathrm{pH} = -\lg\left(\frac {\mathrm{H_3O^+}}{\mathrm{mol/dm^3}} \right)\]

Förenklat:

• pH = –lg[H⁺]
• [H⁺] = 10^–pH M

Några exempel

Beräkna pH i en lösning där [H⁺] = 3 · 10^–2 M.

• Lösning: pH = –lg(3 · 10^–2) = 1,52287875 ≈ 1,5

Beräkna [H⁺] i en lösning där pH = 9,7.

• Lösning: [H⁺] = 10^–9,7 M = 1,995262 · 10^–10 M ≈ 2 · 10^–10 M

pOH anger koncentrationen OH^–

På samma sätt som pH:

• pOH = –lg[OH^–]
• [OH^-] = 10^–pOH M

pH + pOH = 14,00 (vid 25 °C)

Protolysgrad

• Starka och svaga syror är olika protolyserade – de har olika protolysgrad.
• Starka syror är fullständigt protolyserade.

Exempel: Saltsyra, HCl(aq)

HCl + H₂O → Cl^– + H₃O⁺

Saltsyran är en stark syra:

• Fullständigt protolyserad.

Om vi har saltsyra med c_HCl = 0,100 M, kan vi beräkna:

• [H⁺] = 0,100 M
• [Cl^–] = 0,100 M
• [HCl] = 0 M

Exempel: Ättiksyra, HAc(aq)

HAc + H₂O ⇌ Ac^– + H₃O⁺
Ättiksyra är en svag syra:

• Ofullständigt protolyserad.

Om vi har ättiksyra med c_HAc = 0,100 M, kommer vi att få:

• [H⁺] ≈ 0,001 M
• [Ac^–] ≈ 0,001 M
• [HAc] ≈ 0,099 M