Syre

Fra Wikipedia, den frie encyklopædi
Gå til: navigation, søg
Disambig bordered fade.svg Denne artikel omhandler syre i kemisk betydning. Opslagsordet har også anden betydning, se Almindelig Syre.
Searchtool.svg Eftersyn
Denne artikel bør gennemlæses af en person med fagkendskab for at sikre den faglige korrekthed.

En syre er et molekyle eller en ion, der kan afgive en hydron (H+), ifølge (Brønsteds definition). Inden for syre-base-kemien dækker både protoner og hydrogenioner over H+.

Navn Formel pKS (25 °C) KS (25 °C)
saltsyre HCl -7 1,0 · 107 M
svovlsyre H2SO4 -3 1,0 · 103 M
salpetersyre HNO3 -1,3 20 M
kulsyre H2CO3 6,37 2,5 · 10-4 M
fosforsyre H3PO4 2,12 7,59 · 10-3 M
eddikesyre CH3COOH 4,76 1,74 · 10-5 M

Egenskaber[redigér | redigér wikikode]

Syrer har typisk en række egenskaber:

  • Afgiver hydroner
  • De har en sur smag
  • Stærke eller koncentrerede syrer fremkalder ofte en stikkende fornemmelse på slimhinder
  • Reagerer på tilstedeværelse af pH-indikatorer
  • Reagerer med metaller under dannelse af brint og et salt
  • Reagerer med metalcarbonater under dannelse af vand, CO2 og et salt
  • Reagerer med en base under dannelse af vand og et salt
  • Reagerer med et metaloxid under dannelse af vand og et salt
  • Kan lede strøm, afhængigt af protolyseringsgraden.
  • Denaturerer de fleste proteiner
  • Alle syrer indeholder en H+ ion, der gør at det kan lede strøm.
  • Syren er et stof, der fraspalter protoner når det er i vand.

Korresponderende syre-basepar[redigér | redigér wikikode]

Blandes en vilkårlig syre S i vand, vil følgende ligevægt indtræde:

S+H_{2}O\rightleftharpoons B+H_{3}O^{+}

Syren S og basen B kaldes korresponderende syre-basepar. Når ligevægtsloven opstilles for reaktionen fås følgende:

K_{S}=K_{C}\cdot [H_{2}O]=\frac{[B]\cdot [H_{3}O^{+}]}{[S]}

Konstanten KS kaldes syrens styrkekonstant. Det bemærkes at når KS er stor, så er tælleren stor – og dermed er en høj 'KS ensbetydende med at syren er meget villig til at afgive sin proton. Ligeledes er KS lille, når nævneren er stor – og dermed er en lille KS ensbetydende med at syren ikke er villig til at afgive sin proton. Stærke syrer har dermed høje KS, mens svage syrer har lave KS.
Udover syrers styrkekonstanter arbejder men også med deres styrkeeksponenter. En syres styrkeeksponent pKS defineres som minus logaritmen til dens styrkekonstant:

pK_{S}=-\log K_{S}

Der gælder, at en stærk syre har en lav pKS, mens en svag syre har en høj pKS. Man definerer også en styrkekonstant KB og en styrkeeksponent pKB for en base. For korresponderende syre-basepar kan det vises, at følgende gælder:

\begin{align}
  & K_{B}\cdot K_{S}=K_{V} \\ 
 & \Updownarrow  \\ 
 & pK_{S}+ pK_{B}=pK_{V} \\ 
\end{align}

Ved 25 °C gælder:

\begin{align}
  & K_{B}\cdot K_{S}=1,0\cdot 10^{-14}M^{2} \\ 
 & \Updownarrow  \\ 
 & pK_{S}+ pK_{B}=14,00 \\ 
\end{align}

Betragtes denne reaktion igen, står en ting nu klart

S+H_{2}O\rightleftharpoons B+H_{3}O^{+}

Hvis den korresponderende syre er stærk (lav pKS), så er den korresponderende base svag (høj pKB); er den korresponderende syre svag (høj pKS), så er den korresponderende base stærk (lav pKB).

Monoprote syrer[redigér | redigér wikikode]

En carboxyl-gruppe

Syrer som saltsyre og eddikesyre kaldes monoprote syrer. De kan kun afgive én proton. Af denne grund giver det kun mening at tale om én pKS-værdi. Monoprote syrer er typisk mineralsyrer såsom saltsyre, salpetersyre og flussyre. Resten af de monoprote syrer er hovedsagligt organiske stoffer med én carboxyl-gruppe såsom eddikesyre og benzoesyre.

Polyprote syrer[redigér | redigér wikikode]

Syrer som fosforsyre, svovlsyre og kulsyre er ikke monoprote. De er derimod polyprote syrer, idet de kan afgive mere end én proton. Et reaktionsskema for den diprote (kan afgive to protoner) syre A ser således ud:

\begin{align}
  & H_{2}A+H_{2}O\rightleftharpoons H_{3}O^{+}+HA^{-}\quad pK_{S_{1}} \\ 
 & HA^{-}+H_{2}O\rightleftharpoons H_{3}O^{+}+A^{2-}\quad pK_{S_{2}} \\ 
\end{align}

Det er værd at bemærke, at der findes to pKS. Den første pKS er typisk lavere end den anden. Af dette følger, at hvorvidt en polyprot syre afgiver alle protoner, afhænger af opløsningens pH.

Kulsyre[redigér | redigér wikikode]

Kulsyre er en diprot syre. Reaktionsskema og pKS:

\begin{align}
  & H_{2}CO_{3}+H_{2}O\rightleftharpoons H_{3}O^{+}+HCO_{3}^{-}\quad pK_{S}\left( H_{2}CO_{3} \right)=6,37\quad \left( 25^{\circ }C \right) \\ 
 & HCO_{3}^{-}+H_{2}O\rightleftharpoons H_{3}O^{+}+CO_{3}^{2-}\quad pK_{S}\left( HCO_{3}^{-} \right)=10,32\quad \left( 25^{\circ }C \right) \\ 
\end{align}

Fosforsyre[redigér | redigér wikikode]

Fosforsyre er en triprot syre. Reaktionsskema og pKS:

\begin{align}
  & H_{3}PO_{4}+H_{2}O\rightleftharpoons H_{3}O^{+}+H_{2}PO_{4}^{-}\quad \,\,pK_{S}\left( H_{3}PO_{4} \right)=2,12\quad \left( 25^{\circ }C \right) \\ 
 & H_{2}PO_{4}^{-}+H_{2}O\rightleftharpoons H_{3}O^{+}+HPO_{4}^{2-}\quad pK_{S}\left( H_{2}PO_{4}^{-} \right)=7,21\quad \left( 25^{\circ }C \right) \\ 
 & HPO_{4}^{2-}+H_{2}O\rightleftharpoons H_{3}O^{+}+PO_{4}^{3-}\quad \,\,\,\,pK_{S}\left( HPO_{4}^{2-} \right)=12,67\quad \left( 25^{\circ }C \right) \\ 
\end{align}

Hydronolysegrad[redigér | redigér wikikode]

En syres hydronolysegrad α defineres som den brøkdel af syre, der er omdannet til den korresponderende base:

S+H_{2}O\rightleftharpoons B+H_{3}O^{+}


\alpha =\frac{[B]}{c_{s}}
hvor cs angiver den aktuelle startkoncentration.

Hvis alt syren er hydronolyseret til den korresponderende base, er α = 1. Hvis intet syre hydronolyseres, er α = 0. Det kan vises, at der findes følgende sammenhæng i mellem syrens styrke, hydronolysegrad og koncentration, kaldet fortyndingsloven.

K_{s}=c_{s}\cdot \frac{\alpha ^{2}}{1-\alpha }

Af denne følger, at når en syreopløsning fortyndes – cs gøres mindre – så stiger koncentrationen af den korresponderende base, idet KS er konstant. (Tidligere betegnelse for hydronolyse er proteolyse)

I organisk kemi[redigér | redigér wikikode]

I organisk kemi bruges i visse tilfælde et udvidet syre-basebegreb, de såkaldte Lewissyrer og Lewisbaser, hvor en syre defineres som en elektronacceptor og basen som en elektrondonor.

Brønsted-Lowry har udviklet en alternativ syre-base-teori, der minder meget om den organiske Lewis syre-base-teori.

Anvendelser af syrer[redigér | redigér wikikode]

Syrer finder anvendelse mange steder. Blandt andet som rustfjerner, kalkfjerner i husholdningen, elektrolyt i vådceller, mineralforarbejdere og katalysatorer. Syre kan desuden benyttes til mad.

Syrer i menneskekroppen[redigér | redigér wikikode]

Hos mennesker og dyr er saltsyre en del af mavesaften.

Se også[redigér | redigér wikikode]


syre/base-kemi

Vands autoprotolyse | pH og pOH | syre | base | titrering | korresponderende syre-basepar | buffer

Commons-logo.svg
Wikimedia Commons har medier relateret til: