Acizi si baze

-referat-

Istoric. Singurul acid cunoscut in antichitate era acidul acetic diluat, numit si otet (in latina ,acetum), provenit din vinul acrit sub influenta unor microorganisme.

Intre anii 1500 si 1800 au mai fost descoperiti si alti acizi printre care si acidul sulfuros, acidul sulfuric, acidul azotic, acidul fosforic si acidul carbonic.

Catre sfarsitul secolului al IIXX-lea au fost izolati din materiale vegetale mai multi acizi organici, printre care acidul lactic si acidul tartric.

Acizii au gust acru (in latina acidus inseamna acru). Ei coloreaza in rosu un colorant albastru izolat din licheni, numit turnesol.De asemenea acizii descompun piatra de var (carbonat de calciu) cu efervescenta, adica cu degajare de gaz, bioxidul de carbon.

Antagonistii acizilor au fost numiti alcalii ( de la cuvantul arab al kalium, cenuse de plante). Extractul apos al cenusei din lemn, lesia (de la cuvantul latinesc lixivium), are proprietatea de a curata pielea si textilele (detergenta), are un gust caracteristic (lesietic) si produce o senzatie unsuroasa la pipait. Alcaliile restabilesc culoare albastra a turnesolului inrosit de acizi, fac sa dispara gustul acru al acizilor si puterea lor de a descompune piatra de var. Cu alte cuvinte, alcaliile neutralizeaza acizii. Dupa ce au fost descoperite si alte substante care neutralizeaza acizii, de exemplu oxizii si hidroxizii metalelor si amoniacul, s-a introdus, pentru asemenea substante, numele mai general de baze. Prin combinarea acizilor cu bazele (in anumite proportii constante caracteristice pentru fiecare acid si fiecare baza} iau nastere saruri.Bazele au fost definite ca substante ce dau saruri cand reactioneaza cu acizii. Definitia aceasta se mai intalneste si in prezent in carti elementare de chimie. Vom vedea ca ea nu corespunde unei proprietati esentiale a acizilor si bazelor.

Prima incercare de a intelege natura acizilor si a bazelor porneste de la observatia ca unele elemente cum sunt carbonul, azotul, sulful si fosforul dau cu oxigenul compusi (oxizi) care neutralizeaza bazele. Lavoisier a conchis de aici (1770-1780) ca oxigenul este elementul necesar pentru a determina proprietatile acide ale substantelor. Conceptia aceasta se oglindeste in numele de opxigen, dat de Lavoisier acestui element (de la cuvintele grecesti : oxus , acru si gennao ,a genera). Elementele care formeaza oxizi acizi, ca cele mentionate mai sus sunt nemetale.Oxizii metalelor neutralizeaza acizii si sunt deci baze.

Curand s-a descoperit ca exista acizi ,ca HCl, H2S si HCN, care nu contin oxigen.S-a recunoscut astfel ca nu oxigenul ci hidrogenul este elementul care determina proprietatile acide ale substantelor ( Davy, 1810-1816). Un acid a fost definit (Liebig !838) ca o substanta in care noul atom de hidrogen poate fi inlocuit printr-un metal, dand astfel o sare.Potrivit acestei conceptii, oxizii nemetalelor ca CO2, SO3, N2O5 si P2O5, nu sunt acizi si anhidride de acizi,adica substante care se transforma in acizi, cand se combina cu apa.

Teoria disociatiei electrolitice (Arrhenius, 1887) a fost aplicata la acizi si baze.Potrivit acestei teorii, acizii sunt acele substante care, in solutie apoasa, dau nastere la ioni de hidrogen; bazele in solutie apoasa dau nastere laioni hidroxil. In absenta apei acizii si bazele sunt considerati ca molecule neutre (nedisociate), de ale caror proprietati teoria nu se ocupa.La dizolvare in apa, acizii disociaza in anioni si ioni, iar bazele in cationi si ioni.(de exemplu HCI in H+ si Cl-, iar NaOH in Na+ si HO- ).Prezenta acestor ioni in solutie si concentratia lor poate fi recunoscuta prin metode electrochimice, de exemplu prin masurarea conductibilitatii electrice. Cauzele disocierii la dizolvarea in apa nu sunt explicate satisfacator de teorie.

Limitata la solutiile apoase diluate ale acizilor si bazelor , teoria disociatiei electrolitice, desi pornita de la premise gresite , a permis tragerea unor concluzii utile.

Apa ca solvent. Dintre toti acizii, apa este cel mai raspandit si cel mai la indemana. Afara de asta apa este cel mai bun solvent pentru electroliti.

O substanta care se comporta fata de acizi ca o baza si fata de baze ca acid, se numeste amfotera sau amfiprotica .in unele reactii, apa participa ca acid, in timp ce in altele ca baza.

Bioxidul de ulf , lichid, la 30 grade Celsius,nu dizolva decat foarte putina apa. In schimb dizolva acid bromhidric anhidru, cu care formeaza o solutie carenu conduce curentul electric si in care acidul bromhidric este deci ionizat.Aceasta solutie dizolva usor apa si anume 1 mol apa 1 mol acid bromhidric. Solutia astfel formata devine buna conducatoare de electricitate.Singura explicatie ca in solutia de SO2, care este un bun solvent pentru elecroliti, are lc reactia de mai jos:

H2O + HBr = H3O + Br

Ca toti cationii, ionul de hidroniu este solvatat (hidratat). Din experientele de transport in timpul electrolizei rezulta ca ionul H3O       leaga 3 molecule de apa, probabil prin legaturi de hidrogen la cei trei atomi de hidrogen ai sai.

Apa exercita asupra acizilor tari un efect de nivelare ,adica in solutie apoasa nu poate exista un acid mai tare decat acidul H3O (ionul de hidroniu).

De asemenea in solutie apoasa nu poate exista nicio baza mai tare decat ionul hidroxil, HO .

In alti solventi exista insa bazemaitari decat ionul hidroxil. In solutie apoasa nu mai exista decat ioni de hidroxil.

Aplicatii in biologie Scara pH este utilizata mai ales pentru solutii slab acide sau slab bazice (intre pH 3-10). Multe reactii biochimice se petrec in solutii neutre, slab acide sau bazice. pH-ul omenesc este de 7,36 , la temperatura de 25 de grade Celsius. Lichidele din mediul intern sun slab bazice. Sucul Stomacal este puternic acid, pH=1 ; sucul intestinal este bazic ( pH=8 ).

Amino-acizii. Amino-acizii sunt substante organice deosebit de importante fiindca provin din proteine prin hidroliza si sunt,la randul lor, materii prime in sinteze de proteine. Amino acizii sunt compusi dintr-un rest organic ,R , de care sunt legate o grupare carboxil , COOH si o grupare amino, NH2. Este dovedit, prin diferite metode fizice , ca intre aceste doua grupari, una acida si una bazica, are loc un transfer de protoni, asa ca amino acizii nu au structura, care li se atribuie de obicei, ci au o structura de ioni bipolari sau amfiionici.

Concluzii. Notiunea de "ion de hidrogen", folosita in chimia clasica este lipsita de inteles. Acizii sunt specii chimice care contin un proton legat covalent de un anion, (baza) sau o molecula de solvent, deasemenea baza. In solutie apoasa, "ionul de hidrogen" este ionul H3O , in metanol este ionul de CH3OH2 ,iar in amoniac lichid este ionul NH4 . In solutie apoasa, baza cea mai tare ce poate sa existe este HO in acid acetic CH3COO etc.

Taria acizilor (si a Bazelor Depinde deci de aciditatea sau bazicitatea mai mare sau mai mica a solventului. O masura cantitativa a proprietatii unui solvent de a determina comportarea unei substante ca un acid sau ca o baza , tare sau slaba ,este constanta de autoprotoliza a solventuluiDatorita acestei neutralizari intramoleculare, aminoacizii sunt in solutie apoasa practic neutri. Ei se comporta fata de acizi ca baze, dand cationi iar fata de baze ca acizi, dand anioni.

Cuprinde

Un scurt istoric;

Teoria disociatiei electrolitice;

Apa- solvent;

Amino acizii.

Bibliografie:

C. D. Nenitescu- Chimie generala, editura Didactica si pedagogica

Bucuresti