Acidobazická reakce, typ chemického procesu, pro který je typická výměna jednoho nebo více vodíkových iontů, H+, mezi druhy, které mohou být neutrální (molekuly, jako je voda, H2O; nebo kyselina octová, CH3CO2H) nebo elektricky nabité (ionty, jako je amonium, NH4+; hydroxid, OH-; nebo uhličitan, CO32-). Zahrnuje také analogické chování molekul a iontů, které jsou kyselé, ale nedarují vodíkové ionty (chlorid hlinitý, AlCl3, a iont stříbra AG+).
Martin Walker
Co jsou kyseliny a zásady?
Kyseliny jsou látky, které obsahují jeden nebo více atomů vodíku, které se v roztoku uvolňují jako kladně nabité vodíkové ionty. Kyselina ve vodném roztoku chutná kysele, mění barvu modrého lakmusového papírku na červenou, reaguje s některými kovy (např. železem) za uvolnění vodíku, reaguje se zásadami za vzniku solí a podporuje některé chemické reakce (kyselá katalýza). Zásady jsou látky, které mají hořkou chuť a mění barvu červeného lakmusového papírku na modrou. Zásady reagují s kyselinami za vzniku solí a podporují některé chemické reakce (katalýza zásad).
Jak se měří kyseliny a zásady?
Kyselinám a zásadám se podle jejich relativní síly přiřazuje hodnota mezi 0 a 14, hodnota pH. Čistá voda, která je neutrální, má pH 7. Roztok s pH nižším než 7 je považován za kyselý a roztok s pH vyšším než 7 za zásaditý neboli alkalický. Silné kyseliny mají vyšší koncentraci vodíkových iontů a přiřazují se jim hodnoty blížící se 0. Naopak silné zásady mají vyšší koncentraci hydroxidových iontů a přiřazují se jim hodnoty blížící se 14. Slabší kyseliny a zásady mají blíže k hodnotě pH 7 než jejich silnější protějšky.
Co se děje během acidobazické reakce?
Acidobazická reakce je typ chemické reakce, která zahrnuje výměnu jednoho nebo více vodíkových iontů, H+, mezi druhy, které mohou být neutrální (molekuly, jako je voda, H2O) nebo elektricky nabité (ionty, jako je amonium, NH4+; hydroxid, OH-; nebo uhličitan, CO32-). Zahrnuje také podobné procesy, které probíhají v molekulách a iontech, které jsou kyselé, ale nedarují vodíkové ionty.
Různé reakce vedou k různým výsledkům. Reakce mezi silnými kyselinami a silnými zásadami se ve vodě rozkládají úplněji na vodíkové ionty (protony, kladně nabité ionty) a anionty (záporně nabité ionty). U slabé kyseliny a slabé zásady je vhodnější považovat neutralizaci za přímý přenos protonu z kyseliny na zásadu. Pokud je jeden z reaktantů přítomen ve velkém přebytku, může při reakci vzniknout sůl (nebo její roztok), která může být kyselá, zásaditá nebo neutrální v závislosti na síle vzájemně reagujících kyselin a zásad.
Kyseliny jsou chemické sloučeniny, které ve vodném roztoku vykazují ostrou chuť, žíravý účinek na kovy a schopnost měnit některá modrá rostlinná barviva na červená. Zásady jsou chemické sloučeniny, které v roztoku působí na dotek mýdlově a mění červená rostlinná barviva na modrá. Při smíchání se kyseliny a zásady vzájemně neutralizují a vznikají soli, látky se slanou chutí a bez charakteristických vlastností kyselin nebo zásad.
Myšlenka, že některé látky jsou kyseliny, zatímco jiné zásady, je téměř stejně stará jako chemie a pojmy kyselina, zásada a sůl se objevují velmi brzy ve spisech středověkých alchymistů. Jako první z nich byly pravděpodobně rozpoznány kyseliny, zřejmě kvůli jejich kyselé chuti. Anglické slovo acid, francouzské acide, německé Säure a ruské kislota jsou odvozeny od slov znamenajících kyselý (latinské acidus, německé sauer, staroseverské sūur a ruské kisly). Dalšími vlastnostmi, které byly s kyselinami spojovány již dříve, byly jejich rozpouštěcí nebo žíravé účinky, jejich vliv na rostlinná barviva a šumivost, která vznikala při jejich aplikaci na křídu (tvorba bublinek plynného oxidu uhličitého). Zásady se vyznačovaly především schopností neutralizovat kyseliny a vytvářet soli, které byly poměrně volně charakterizovány jako krystalické látky rozpustné ve vodě a mající slanou chuť.
Přes svou nepřesnost sloužily tyto představy ke korelaci značného množství kvalitativních pozorování a mnoho nejběžnějších chemických látek, s nimiž se první chemici setkávali, bylo možné klasifikovat jako kyseliny (kyselina chlorovodíková, sírová, dusičná a uhličitá), zásady (soda, potaš, vápno, čpavek) nebo soli (kuchyňská sůl, amonná sůl, solný petr, hliník, borax). Absence jakéhokoli zjevného fyzikálního základu těchto jevů ztěžovala kvantitativní pokrok v pochopení chování kyselin a zásad, ale schopnost pevného množství kyseliny neutralizovat pevné množství zásady byla jedním z prvních příkladů chemické ekvivalence: myšlenka, že určité množství jedné látky se v určitém chemickém smyslu rovná jinému množství druhé látky. Kromě toho bylo poměrně brzy zjištěno, že jedna kyselina může být vytěsněna ze soli jinou kyselinou, což umožnilo uspořádat kyseliny v přibližném pořadí podle síly. Brzy se také ukázalo, že mnoho těchto vytěsnění může probíhat v obou směrech podle experimentálních podmínek. Tento jev naznačil, že acidobazické reakce jsou reverzibilní – to znamená, že produkty reakce mohou interagovat a regenerovat výchozí materiál. Do acidobazické chemie byl také zaveden pojem rovnováhy: tento pojem říká, že reverzibilní chemické reakce dosahují bodu rovnováhy neboli rovnováhy, v němž se výchozí látky a produkty regenerují každá jednou z obou reakcí stejně rychle, jako se spotřebovávají druhou.
Kromě teoretického zájmu hrají kyseliny a zásady velkou roli v průmyslové chemii i v každodenním životě. Kyselina sírová a hydroxid sodný patří mezi produkty vyráběné v největším množství v chemickém průmyslu a velké procento chemických procesů zahrnuje kyseliny nebo zásady jako reaktanty nebo katalyzátory. Téměř každý biologický chemický proces je úzce spjat s acidobazickou rovnováhou v buňce nebo v organismu jako celku a kyselost nebo zásaditost půdy a vody má velký význam pro rostliny nebo živočichy, kteří v nich žijí. Myšlenky i názvosloví acidobazické chemie pronikly do každodenního života a zvláště běžný je termín sůl.