Några vanliga syror och baser

Videogenomgång (flippat klassrum)

Plocka fram

• Konc. HCl
• Utsp. HCl
• Utsp. H₂SO₄
• Zn-, Al- eller Mg-bleck
• Fossila stenar från Gotland
• Koppartråd
• BTB
• Sugrör

Några starka syror

Saltsyra, HCl

Konc. saltsyra "ryker" i luft.

• Vattenånga kondenseras kring HCl(g).

Löser oädla metaller.

• Det bildas vätgas.

Exempel:

• Mg(s) + 2HCl(aq) → Mg²⁺(aq) + H₂(g) + 2Cl^–(aq)

"Fräser" med karbonater.

• Det bildas koldioxid.

Exempel:

• CaCO₃(s) + 2HCl(aq) → CaCl₂(aq) + H₂O + CO₂(g)

Användning:

• Magsaft innehåller HCl(aq), ca 0,01M.
• Saltsyra används för att ställa pH.

Salpetersyra, HNO₃

Löser oädla metaller, men också koppar.

• Giftiga kväveoxider, NO_x, bildas, t.ex. kvävedioxid, NO₂:
  
  Cu + 4HNO₃ → Cu²⁺ + 2NO₂ + 2H₂O + 2NO\(_3^-\) 

Koppar löses i koncentrerad salpetersyra.

Användning:

• Gödningsmedel: HNO₃ + NH₃ → NH₄NO₃
• Kungsvatten (HNO₃ + HCl) kan lösa guld.

Bildade salter:

• Nitrater, t.ex. KNO₃, används som gödningsmedel.

Svavelsyra, H₂SO₄

Tvåprotonig, protolyseras i två steg:

1. H₂SO₄ + H₂O → HSO\({\sf _4^-}\) + H₃O⁺ (vätesulfatjon bildas)
2. 
HSO\({\sf _4^-}\) + H₂O → SO\({\sf _4^{2-}}\) + H₃O⁺ (sulfatjon bildas)

Användning och egenskaper:

• ”Batterisyra” (elektrolyt i bilbatterier)
• Spädning av koncentrerad svavelsyra: SIV-regeln (Syran hälles I Vattnet – aldrig tvärtom)!

Svavelsyra används som elektrolyt i bilbatterier.

Bildade salter:

• Sulfater, till exempel gips (CaSO₄).

Koncentrerad svavelsyra är hygroskopisk.

• Drar till sig vatten – ibland till och med där det egentligen inte ens finns något!
• Det händer när svavelsyran får reagera med kolhydrater, som till exempel socker. Då drar svavelsyran ut allt vatten (egentligen allt syre och väte) ur kolhydraten, och kvar blir bara en svart pelare av kol.

Det blir bara kvar en svart pelare av kol när svavelsyran fått reagera med socker.

Fosforsyra, H₃PO₄

"Medelstark" syra.

Treprotonig, protolyseras i tre steg:

1. H₃PO₄ + H₂O → H₂PO\({\sf _4^-}\) + H₃O⁺ (divätefosfatjon bildas)
2. 
H₂PO\({\sf _4^-}\) + H₂O → HPO\({\sf _4^{2-}}\) + H₃O⁺ (vätefosfatjon bildas)
3. 
HPO\({\sf _4^{2-}}\) + H₂O → PO\({\sf _4^{3-}}\) + H₃O⁺ (fosfatjon bildas)

Användning

• Fosfater = gödningsmedel.
• Livsmedel, t.ex. Coca-cola.

Några svaga syror

Kolsyra, H₂CO₃

Bildas när koldioxid löses i vatten: CO₂(g) + H₂O → H₂CO₃(aq)

• Ökad koldioxidhalt i atmosfären ⇒ försurade sjöar och hav!

Tvåprotonig, protolyseras i två steg:

1. H₂CO₃ + H₂O → HCO\(_3^-\) + H₃O⁺ (vätekarbonatjon bildas)
2. HCO\({\sf _3^-}\) + H₂O → CO\(_3^{2-}\) + H₃O⁺ (karbonatjon bildas)

Bildade salter:

• Karbonater, t.ex. kalciumkarbonat, CaCO₃.
• Vätekarbonater, t.ex. natriumvätekarbonat (bikarbonat), NaHCO₃.

Demonstration: Upplösning av en fossil sten (400–500 miljoner år gammal)

Fossil löses upp i saltsyra.

Fräser, ty CO₂ bildas.

Reaktionsformel:

• CaCO₃(s) + 2H⁺ + 2Cl^– → Ca²⁺ + H₂O + CO₂(g) + 2Cl^–

Karbonater "fräser" med saltsyra!

Ättiksyra, HAc (CH₃COOH)

Bildas när etanol oxideras (Kemi 2).

Protolys:

• CH₃COOH + H₂O → CH₃COO^– + H₃O⁺ (acetatjon bildas)
• HAc + H₂O → Ac^– + H₃O⁺

Ättiksyra.

Användning: Matlagning (vinäger), kemisk syntes.

Bildade salter:

• Acetater, till exempel natriumacetat (NaAc, NaCH₃COO).

Myrsyra, HCOOH

Bildas naturligt av myror och i brännässlor.

Protolys:

• HCOOH + H₂O → HCOO^– + H₃O⁺ (formiatjon bildas)

Myrsyra.

Bildade salter:

• Formiater, till exempel kaliumformiat, KHCOO.

Ett par starka baser

Jonföreningar med hydroxidjoner, OH^–.

Exempel: Natriumhydroxid (NaOH), kaliumhydroxid (KOH)

När de löses i vatten bildas hydroxidjoner, som gör lösningen basisk:

• NaOH(s) → Na⁺(aq) + OH^–(aq)
• KOH(s) → K⁺(aq) + OH^–(aq)

Hydroxidjonen är en bas!

Användning: Reglera pH, propplösare.

Ett par svaga baser

Ammoniak, NH₃

NH₃ + H₂O → NH\(_4^+\) + OH^– (ammoniumjon bildas)

• Användning: Konstgödsel, rengöringsmedel

Metylamin, CH₃NH₂

CH₃NH₂ + H₂O → CH₃NH\(_3^+\) + OH^– (metylammoniumjon bildas)

• Användning: Lösningmedel, organisk syntes.