כימיה
HCl + H2O
H3O+(aq) + Cl
(2SO4 + H2O
H3O+(aq) + HSO4-(aq)
HSO4- + H2O
H3O+ + SO4--(aq)
לפי אותה הגדרה בסיס הוא אלקטרוליט שמשחרר במים את יון
ההידרוקסיד -OH
(NaOH + H2O
Na+(aq) + OH-(aq
(Mg(OH)2 + H2O
Mg++(aq) + 2OH-(aq)
בדר"כ רוב החומצות במצבן הטיבעי ללא מים הן נוזלים פרט ל- HCl
שהוא גז. לעומת זאת, כל הבסיסים הם מוצקים פרט ל- NH3 שהוא גז.
מבחינת המבנה המרחבי הן החומצות החמצניות והן הבסיסים
בנויים בצורה זהה לחלוטין כאשר תמיד החמצן מקשר בין האטום
המרכזי ובין המימן. מה שקובע את התנהגות החומר כחומצה או כבסיס
הוא העובדה - איזה מבין שני הקשרים יהיה זה שיפתח. בחומצות
הקשר בין ה- O-H יפתח, ואילו בבסיסים יפתח הקשר בין היסוד
המרכזי לחמצן. בדר"כ כאשר החומר המרכזי מתכת החומר יתפקד
כבסיס. אל-מתכת - חומצה. ישנם חומרים אשר להם התכונה לתפקד הן
כבסיסים והן כחומצות. אופי התגובה שלהם תלוי בחומר שאיתו הם
מגיבים. חומרים אלו נקראים: אמפוטריים.
תגובות של חומצות ובסיסים
התכונה הבולטת המאפשרת לזהות חומצות ובסיסים היא התגובה
שלהם לחומרי צבע הנקראים בשם: אינדיקטורים, ומשנים את צבעם
בהתאם לסביבה שבה הם נמצאים. האינדיקטורים השימושיים ביותר הם:
נייר לקמוס, פנול-פתלאין, מתיל-אורנג' ומי כרוב.
כל החומצות והבסיסים מגיבים בינהם בתגובה שנקראת תגובת
סתירה. בתגובה זו יוני ה- -OH של הבסיס מגיבים עם יוני ה-
+H
החומר
נייר לקמוס
פנול-פתלאין
מתיל-אורנג
מי כרוב
חומצה
ורוד-אדום
חסר צבע
אדום
אדום
בסיסי
כחול-סגול
סגול-ורוד
צהוב
ירוק
שkשל החומצה, מבטלים זה את פעולתו של זה ויוצרים מים. בנוסף למים
ימצאו בתמיסה יונים שחלקם מהבסיס וחלקם מהחומצה. במידה והיונים
הללו יוצרים חומר קשה-תמס נקבל משקע. במידה ולא - היונים
נשארים במערכת ואם אנחנו רוצים לקבל את המלח אנחנו חייבים
לאדות את המים.
אנחנו נבחין בין סתירה מלאה ללא מלאה ע"י כך שבסתירה מלאה
מספר מולי ה- -OH חייב להיות שווה למספר יוני ה- +.H בכל מקרה
כשאין שוויון כזה הסתירה לא תהיה מלאה.
-KOH(aq) + HNO3(aq)
H2O + K+ + NO3
H2CO3(aq) + Ba(OH)2(aq)
2H2O + BaCO3
סתירה חלקית:
-H2SO4 + NaOH
H2O + Na+ + HSO4
-H3PO4 + NaOH
H2O + Na+ + H2PO4
אחת התגובות הכימיות המאפינות את החומצות היא תגובה של
החומצות עם מתכות פעילות כאשר המתכת, שהיא מחזרת, גורמת לחיזור
המימן ושיחרורו החוצה בתור מימן גזי.
Mg + 2Cl
Mg++ + 2Cl- + H2
2Al + 3H2SO4
2Al+++ + 3SO4-- + 3H2
Mg + 2H3PO4
3Mg++ + 2PO4--- + 3H2
פעולה של חומצות על פחמות מלחים של החומצה .H2CO3
החומצה H2CO3 ידועה בשם חומצה פחמתית. את החומצה הזו ניתן לקבל
כאשר ממיסים במים פחמן דו-חמצני.
CO2 + H2O <> H2CO3
התגובה הזה, אגב, מסבירה את העובדה שמים שעומדים פתוחים באוויר
מקבלים לאט לאט השפעה חומצית מכיוון שה- CO2 מתמוסס במים ויוצר
את החומצה. מצד שני קיימת גם התגובה ההפוכה, שהחומצה, כאשר היא
נוצרת נוטה להתפרק למים ול- .CO2 בעוד שהחומצה עצמה אינה יציבה
באופן מיוחד הרי שמלחיה יציבים מאוד.
תחמוצת על מתכתית היא תרכובת המתקבלת בין אל-מתכת לבין
חמצן. למעשה ניתן לומר שהתחמוצות האל-מתכתיות הן אל-מימות של
חומצות. פרושו של דבר: אם מוציאים מחומצה מים מקבלים תחמוצת
אל-מתכתית או להיפך, כאשר מוסיפים מים לתחמוצת אל-מתכתית
מקבלים חומצה.
CO2 + H2O
H2CO3
N2O3 + H2O
2HNO3
P2O3 + H2O
H3PO3