Syre

Fra Wikipedia, den frie encyklopædi

Gå til: navigation, søg
Denne artikel omhandler syre i kemisk betydning. Opslagsordet har også anden betydning, se Almindelig Syre.

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

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

Indholdsfortegnelse

[redigér] Egenskaber

Syrer har typisk en række egenskaber:

  • De har en bitter smag
  • Stærke eller koncentrerede syrer fremkalder ofte en stingende 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

[redigér] Korresponderende syre-basepar

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-værdi 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-værdi ensbetydende med at syren ikke er villig til at afgive sin proton. Stærke syrer har dermed høje KS-værdier, mens svage syrer har lave KS-værdier.
Udover syrers styrkekonstanter arbejder men også med deres styrkeeksponenter. En syres styrkeeksponent pKS defineres som minus logaritmen til dens styrkekonstant:

pKS = − logKS

Der gælder, at en stærk syre har en lav pKS-værdi, mens en svag syre har en høj pKS-værdi. Man definerer også en styrkekonstant KB og en styrkeeksponent pKBfor 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).

[redigér] Monoprote syrer

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.

[redigér] Polyprote syrer

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-værdier. Den første pKS-værdi er typisk lavere end den anden. Af dette følger, at hvorvidt en polyprot syrer afgiver alle protoner, afhænger af opløsningens pH.

[redigér] Kulsyre

Kulsyre er en diprot syre. Reaktionsskema og pKS-værdier:

\begin{align} & H_{2}CO_{3}+H_{2}O\rightleftharpoons H_{3}O^{+}+HCO_{2}^{-}\quad pK_{S}\left( H_{2}CO_{3} \right)=-4\quad \left( 25^{\circ }C \right) \\ & HCO_{2}^{-}+H_{2}O\rightleftharpoons H_{3}O^{+}+CO_{2}^{2-}\quad pK_{S}\left( HCO_{2}^{-} \right)=10,25\quad \left( 25^{\circ }C \right) \\ \end{align}

[redigér] Fosforsyre

Fosforsyre er en triprot syre. Reaktionsskema og pKS-værdier:

\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}

[redigér] Protolysegrad

En syres protolysegrad 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 protolyseret til den korresponderende base, er α = 1. Hvis intet syre protolyseres, er α = 0. Det kan vises, at der findes følgende sammenhæng i mellem syrens styrke, protolysegrad 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.

[redigér] I organisk kemi

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.

Syrer bruges ofte også til at afkalke f.eks. toiletter og kedler.

[redigér] Anvendelser af syrer

Syrer finder anveldelse mange steder. Blandt andet som rustfjernere, elektrolytter i vådceller, mineralforarbejdere og katalysatorere.

[redigér] Syrer i menneskekroppen

Hos mennesker og andre dyr er saltsyre en del af mavesaften.


[redigér] Se også


syre/base-kemi

Vands autoprotolyse | pH og pOH | syre | base | titrering | korresponderende syre-basepar | buffer
Commons har billeder og/eller lyd med forbindelse til:
Hentet fra "http://da.wikipedia.org/wiki/Syre"
Personlige værktøjer