Syror och baser En syra är ämne som lämnar eller kan lämna ifrån sig en vätejon (H + ). Detta gör att det finns fria vätejoner i lösningen. Lösningen blir därmed sur. En stark syra lämnar alltid ifrån sig en vätejon och en svag syra lämnar ibland ifrån sig en vätejon. Detta gör att även en svag syra har en sur lösning, eftersom det finns fria vätejoner i lösningen. Syror kan ge otäcka frätskador och kan även lösa upp metaller. Därför har flaskor med syra ofta varningssymbolen "varning frätande". Svaga syror Ättiksyra: används inläggning av ex gurka, eller som del i fönsterputsmedel. Citronsyra: används vid matlagning för surgörning, eller som del i konserveringsmedel Starka syror: Metansyra (myrsyra): HCOOH Används för ensilering av gröda för konservering till vintern. Gröda som mat till djur kan på detta sätt sparas till vinterhalvåret. Mjölksyrabakterier surgör då grödan så att grödan konserveras. Myrsyra ger sig till känna när man rör om i en myrstack. Myrorna avger denna syra som ett led i sitt försvarssystem. Har man ett sår på handen och rör om i stacken så svider såret ordentligt. 1
Etansyra (ättiksyra): CH 3 COOHR Ättiksyra stelnar redan vid en temperatur på 17 o C. Syran kan framställas i en rad olika reaktioner, bl.a. genom torrdestillation av trä eller genom att etanol omvandlas under inverkan av vissa bakterier. Starka syror Saltsyra: (HCl) HCl är egentligen en gas. Denna löses i vatten och saltsyra bildas. Saltsyra ryker ofta vilket är ett resultat av att syran lämnar vätskan som gas. Gasen kan återigen bilda små droppar av saltsyra. Saltsyra har en stickande karakteristisk lukt. Exempel på hur saltsyra reagerar i vatten: HCl H + + Cl - I vätskan finns fria vätejoner och fria kloridjoner. Svavelsyra: (H 2 SO 4 ) Svavelsyra är en luktlös syra med en ganska hög densitet. Den kan verka en aningens seg. En anmärkningsvärd egenskap är att syran absorberar vatten. Därför har den tidigare använts till att fånga upp fukt i mellanfönster. Behållaren med syra får med jämna mellanrum tömmas, eftersom vätskemängden hela tiden ökar, och i så fall rinner över kanten på behållaren. Svavelsyra används som vätska (elektrolyt) i bilbatterier. Salpetersyra: (HNO 3 ) Salpetersyra förvaras mörkt eftersom den annars sönderdelas av solljus. Syran har en förmåga att gulfärga proteiner. Detta kan visas om en droppe syra placeras på ex en nagel. Efter en stund färgas nageln gul. Då syran reagerar med oädla metaller avges gaser som kallas nitrösa gaser. Dessa är rödbruna och mycket giftiga. SIV-regeln: När man blandar syra och vatten skall man alltid hälla syran i vattnet. Anledningen är att värme utvecklas då man blandar dessa två ämnen. Om man häller vatten i syra kommer vattendroppen att omedelbart bli mycket varm och denna kan övergå till gasform. Skulle detta ske finns risken att droppen skvätter upp och tar med sig syra. Stänk kan därför överraska personen som blandar. Häller man istället syran i vattnet undviker man denna sk. stötkokning. Baser En bas är ett ämne som kan ta upp en vätejon. Ett exempel på en bas är ammoniak (NH 3 ). När ammoniak hälls i vatten, kommer ammoniaken att reagera med vattnet och ta en vätejon från en vattenmolekyl. Kvar av den trasiga vattenmolekylen, finns en syreatom och en väteatom som sitter ihop som en hydroxidjon (OH - ). I en lösning av en bas finns alltså hydroxidjoner. 2
Baser löser upp fett och har därför varningssymbol "varning frätande". Svaga baser Ammoniak (NH 3 ) är en svag bas eftersom bara en del av ammoniakmolekylerna reagerar med vattenmolekyler och tar upp deras vätejoner och lämnar kvar hydroxidjoner. Nedan visas ett exempel på hur en ammoniakmolekyl reagerar med en vattenmolekyl: NH 3 + H 2 O NH 4 + + OH - Den dubbelriktade pilen betyder att inte alla ammoniakmolekyler reagerar med vattenmolekyler. Reaktionen gör att det finns fria hydroxidjoner i lösningen, men att det också finns ammoniakmolekyler som inte har reagerat med vattenmolekyler. Faktum är att reaktionen kan gå åt båda håll. Starka baser Starka baser fungerar på ett lite annorlunda sätt. Starka baser är för det mesta salter. Om man löser ett salt i vatten så frigörs saltets positiva och negativa joner. Basen natriumhydroxid (NaOH) kommer att frigöra natriumjoner (Na + ) och hydroxidjoner (OH - ). Detta sker enligt reaktionsformeln: NaOH Na + + OH - Hydroxidjonen är den jon som gör lösningen basisk. Alla hydroxidjonerna lösgör sig från natriumjonerna. Man säger då att basen är stark. Ett annat exempel på en stark bas är kaliumhydroxid. Kaliumhydroxid löses i vatten enligt: KOH K + + OH - Vad är en neutralisation, ge också exempel? En neutralisation sker om en syra reagerar med en bas. Det som bildas är vatten och salt. Exempel: HCl + NaOH Na + + Cl - + H 2 O Natriumjoner och kloridjoner är fria i lösningen. Kvar återstår vanligt saltvatten. Vätejoner och hydroxidjoner reagerar alltså enl. 3
H + + OH - H 2 O En neutralisation har skett. Syran har neutraliserat basen eller omvänt, basen har neutraliserat syran. Indikator Indikatorer används för att ta reda på om en lösning är sur, basisk eller neutral. Syror, baser och neutrala lösningar ger olika färger när de blandas med indikatorer. Några indikatorer är lackmuspapper (ph-papper), BTB, fenolftalein. Man kan också använda naturliga indikatorer t.ex. rödkålsaft och blåbärssaft för att ta reda på om ett ämne är surt, basiskt eller neutralt. BTB (bromotymolblått) har följande färger i en sur, basisk och neutral lösning: ph: ph är ett mått på hur sur eller basisk en lösning är. Hur fungerar ph-skalan? ph < 7: sur lösning. Här finns vätejoner (H + ) ph = 7: neutral lösning ph > 7: basisk lösning. Här finns hydroxidjoner (OH - ) 4
Några kemiska beteckningar Väte H Vätejon H + Natrium Na Natriumjon Na + Kalium K Kaliumjon K + Kväve N Klor Cl Kloridjon Cl - Syre O Oxidjon - O 2 Saltsyra HCl Svavelsyra H 2 SO 4 Salpetersyra HNO 3 Ättiksyra (etansyra) HCOOH. Ammoniak NH 3 Natriumhydroxid NaOH Kaliumhydroxid KOH Vatten H 2 O 5