酸、碱和盐

我们对现代化学中的酸和碱（也称为碱）有很好的了解。酸和碱被用作实验室试剂、工业催化剂、烹饪添加剂和清洁产品，它们渗透到我们从实验室到厨房的生活中。然而，化学家花了几个世纪的时间才在历史进程中完全理解这些化学物质。

什么是酸？

酸是一种分子，它可以提供 H+ 离子，同时在失去该离子后仍保持能量有利。例如硫酸（H ₂ SO ₄ ）、乙酸（CH ₃ COOH）、硝酸（HNO ₃ ）等。

以下是酸的一些物理性质：

1. 酸对它们有酸味。
2. 蓝色石蕊变红。
3. 电流可以通过酸性溶液传导。
4. 在水溶液中，释放 H+ 离子。

以下是酸的一些化学性质：

• 酸与金属的反应：当酸与金属反应时，会产生氢气和相应的盐。

金属 + 酸 → 盐 + 氢

例如，当盐酸与金属锌结合时，会产生氢气和氯化锌。

Zn + 2HCl → ZnCl ₂ + H ₂

• 酸与金属碳酸盐的反应：当酸与金属碳酸盐反应时，它们会产生二氧化碳气体和盐以及水。

金属碳酸盐 + 酸 → 盐 + 二氧化碳 + 水

例如，当盐酸与碳酸钠结合时，会产生二氧化碳气体、氯化钠和水。

Na ₂ CO ₃ + 2HCl → 2NaCl + H ₂ O + CO ₂

• 酸与碳酸氢盐（碳酸氢盐）的反应：当酸与金属碳酸氢盐反应时，它们会产生二氧化碳气体、盐和水。

酸 + 金属碳酸氢盐 → 盐 + 二氧化碳 + 水

例如，硫酸与碳酸氢钠反应生成硫酸钠、二氧化碳气体和水。

2NaHCO ₃ + H ₂ SO ₄ → NaCl + CO ₂ + H ₂ O

酸的种类

酸按不同的碱基分类，例如：

• 根据它们的出现，它们被细分为两种天然酸和矿物酸。
  1. 天然酸：天然酸，通常称为有机酸，是源自天然来源的酸。例如甲酸（HCOOH）、乙酸（CH ₃ COOH）、草酸（C ₂ H ₂ O ₄ ）等。
  2. 矿物酸：矿物酸是由矿物质产生的酸。无机酸、人造酸和合成酸都是矿物酸的例子。例如盐酸（HCl）、硫酸（H ₂ SO ₄ ）、硝酸（HNO ₃ ）、碳酸（H ₂ CO ₃ ）、磷酸（H ₃ PO ₄ ）等。
• 根据浓度，酸分为强酸和弱酸。
  1. 强酸：强酸是一种在水中完全电离并产生 (H ⁺ ) 的酸。例如盐酸（HCl）、硫酸（H ₂ SO ₄ ）、硝酸（HNO ₃ ）等。
  2. 弱酸：弱酸是一种在水中部分电离的酸，因此会产生微量的氢离子（H ⁺ ）。例如乙酸（CH ₃ COOH）、碳酸（H ₂ CO ₃ ）等。

酸的应用：

1. 醋是醋酸的稀释溶液，在家庭中有多种用途。它主要在食品工业中用作防腐剂。
2. 橙汁和柠檬汁含有大量的柠檬酸。也可用于食品保鲜。
3. 在电池中，通常使用硫酸。这种酸通常存在于用于启动汽车发动机的电池中。
4. 硫酸和硝酸用于染料、炸药、油漆和化肥的工业生产。
5. 许多软饮料都含有磷酸作为主要成分。

什么是基地？

术语“碱”是指可溶于水的碱。当这些化合物与酸发生化学反应时，它们会在水中产生盐和氢氧根离子 (OH ^– )。例如氢氧化钾（苛性钾或 KOH）、氢氧化钙（Ca(OH) ₂ ）、氢氧化钠（苛性钠或 NaOH）等。

以下是碱的一些物理性质：

1. 它有苦味。
2. 摸起来，感觉很肥皂。
3. 将红色石蕊的颜色更改为蓝色。
4. 在溶液中，它导电。
5. 在水溶液中，释放 OH ^–离子

以下是碱的一些化学性质：

• 碱与金属的反应：当碱（碱）与金属反应时，会产生盐和氢气。

碱 + 金属 → 盐 + 氢

例如：氢氧化钠与金属铝相互作用时，会产生铝酸钠和氢气。

2NaOH + 2Al + 2H ₂ O → 2NaAlO ₂ + 2H ₂

• 非金属氧化物与碱的反应：非金属氧化物与碱反应形成盐和水。

非金属氧化物 + 碱 → 盐 + 水

例如：

Ca(OH) ₂ + CO ₂ → CaCO ₃ + H ₂ O

• 碱/碱与铵盐的作用：当碱与铵盐反应时会产生氨。

碱 + 铵盐 → 盐 + 水 + 氨

例如：

当氢氧化钙与氯化铵反应时，会生成氯化钙、水和氨。

Ca(OH) ₂ + NH ₄ Cl → CaCl ₂ + H ₂ O + NH ₃

基地类型

酸度、浓度和电离度是可用于对碱进行分类的三个变量。

• 基于酸度的碱类型：碱中的酸度取决于存在的羟基离子的数量。根据酸度，碱分为三类：
  1. 单酸：单酸碱是仅含有一个羟基离子且仅与一个氢离子相互作用的碱。单酸碱包括 NaOH、KOH 等。
  2. 二酸：二酸碱是具有两个与两个氢离子相互作用的羟基离子的碱。 Ca(OH) ₂ 、Mg(OH) ₂和其他二酸碱是实例。
  3. 三酸：三酸碱是一种包含三个羟基离子和三个氢离子的碱。三酸碱包括Al(OH) ₃ 、Fe(OH) ₂等。
• 基于它们在水溶液中的浓度的碱基类型：根据它们在水溶液中的浓度，碱基分为两类：
  1. 浓缩：这些类型的碱在溶液中的浓度较高。例如，浓 NaOH 溶液。
  2. 稀释的：这些类型的碱在其水溶液中的碱浓度较低。例如，稀 NaOH、稀 KOH 等。
• 基于电离度的碱基类型：溶液中碱基的电离度可用于对其进行分类。它也被称为基础强度。溶于水时，会产生一定量的氢氧根离子。电离度区分两种类型的碱基。
  1. 强：强碱是完全或大部分在水中解离的碱。例如，NaOH、KOH 等。
  2. 弱：弱碱是指不完全溶解或仅解离到很小水平的碱。例如，NH ₄ OH，等等。

基地的应用：

1. 氢氧化钠用于造纸和soap的制造。氢氧化钠 (NaOH) 也用于生产人造丝。
2. 漂白粉由通常称为氢氧化钙或熟石灰的 Ca(OH) ₂制成。
3. 氢氧化钙用于制造用于绘画和装饰的干燥混合物。
4. 氢氧化镁，俗称氧化镁乳，是一种广泛使用的泻药。它也被用作抗酸剂，因为它可以减少人胃中过多的酸度。
5. 在实验室中，氢氧化铵是一种关键试剂。
6. 熟石灰可用于中和土壤中任何过量的酸度。

什么是盐？

当一种酸和一种碱发生反应以相互中和时，它们会产生销售额，即离子物质。盐没有电荷。盐有多种形式，其中最常见的是氯化钠。食盐或食盐都是氯化钠的术语。氯化钠用于使菜肴味道更好。

以下是盐的一些物理性质：

1. 在自然界中，大部分盐是结晶的。
2. 可以使用透明或不透明的盐。
3. 大部分盐溶于水。
4. 处于熔融状态的盐溶液也可以传输电力。
5. 盐的味道可以是咸的、酸的、甜的、苦的或鲜味（咸味）。
6. 中性盐没有气味。
7. 可以使用无色或有色的盐。
8. 因为它含有离子，所以盐水是一种极好的电导体。
9. 静电吸引力将离子结合在一起，并在它们之间建立化学键。

盐的种类

1. 酸式盐-二质子或多元酸的部分中和产生酸式盐。这些盐包含一个图标和一个可以电离的阳离子。可电离的 H+ 构成阴离子的大部分。某些酸式盐用于烘焙。例如 NaHSO ₄ 、KH ₂ PO ₄等。
2. 碱性或碱盐-当强碱与弱酸反应以部分中和它时，会形成碱性盐。当它们水解时，它们分解成碱性溶液。这是因为当碱式盐水解时，它会在溶液中产生弱酸的共轭碱。例如白铅（2PbCO ₃ ·Pb(OH) ₂ ）等。
3. 复盐-具有一种以上阳离子或阴离子的盐称为复盐。它们是通过混合两种在同一离子晶格中结晶的不同盐而产生的。例如，酒石酸钾钠 (KNaC ₄ H ₄ O ₆ .4H ₂ O) 也称为罗谢尔盐。
4. 混合盐 - 两种盐的预设混合，通常共享一个共同的阳离子或阴离子，称为混合盐。例如。 CaOCl ₂ .

中性、酸性和碱性盐

中性盐：强酸与强碱反应生成的盐在性质上是中性的。这些盐的 pH 值为 7，被认为是中性的。氯化钾、氯化钠和硫酸钠

例如：

• 氯化钠 (NaCl)：当盐酸（一种强酸）与氢氧化钠混合时，会产生它（一种强碱）。

NaOH + HCl → NaCl + H ₂ O

• 硫酸钠 (Na2SO4)：它是由硫酸与氢氧化钠（一种强碱）（一种强酸）结合而成的。

2NaOH + H ₂ SO ₄ → Na ₂ SO ₄ + 2H ₂ O

酸性盐：酸性盐是强酸与弱碱反应形成的盐。酸性盐的 pH 值小于 7。例子包括硫酸铵、氯化铵和各种铵化合物。

例如：

• 氯化铵：当盐酸（一种强酸）与氢氧化铵（一种弱碱）相互作用时会形成氯化铵。

NH ₄ OH + HCl → NH ₄ Cl + H ₂ O

• 硫酸铵：当氢氧化铵（一种弱碱性）与硫酸（一种强酸）反应时会形成硫酸铵。

2NH ₄ OH + H ₂ SO ₄ → (NH ₄ ) ₂ SO ₄ + 2H ₂ O

碱式盐：弱酸与强碱反应形成的盐称为碱式盐。例子包括碳酸钠、乙酸钠和其他盐。

例如：

• 碳酸钠：氢氧化钠（强碱）与碳酸（弱酸）反应生成碳酸钠

H ₂ CO ₃ + 2NaOH → Na ₂ CO ₃ + H ₂ O

• 醋酸钠：当强碱性氢氧化钠（一种强碱）与醋酸（一种弱酸）反应时形成醋酸钠

CH ₃ COOH + NaOH → CH ₃ COONa + H ₂ O

What is the cause of the formation of acidic, basic and neutral salts?

• When a strong acid reacts with a weak base, the base is unable to completely neutralise the acid. As a result, a salt that is acidic forms.
• When a strong base is combined with a weak acid, the acid is unable to completely neutralise it. As a result, you get a simple salt.
• When an equal-strength acid and base react, they totally neutralise each other. A neutral salt is formed as a result of this process.

示例问题

问题1：当 HCl 与盐结合时，会发生什么？

回答：

The acid is dilute hydrochloric acid, and the metal is iron in this example. To make iron (II) chloride and hydrogen, dilute hydrochloric acid is poured to the iron filings. Iron substitutes hydrogen from hydrochloric acid in this process, resulting in iron chloride and hydrogen. This is a basic displacement reaction for gas.

问题2：酸和碱之间最重要的区别是什么？

回答：

Acids and bases are two types of corrosive chemicals. Acidic materials have a pH value between 0 and 7, while bases have a pH value between 7 and 14. Acids are ionic chemicals that break down in water to create the hydrogen ion (H+).

问题3：碱的物理性质是什么？

回答：

• They have a bitter taste to them.
• Their aqueous solutions have a soapy quality to them.
• They change the colour of litmus paper from red to blue.
• Their aqueous solutions are electrically conductive.
• With the release of hydrogen gas, bases react with metals to generate salt.

问题4：当口腔的 pH 值低于 5.5 时，为什么会开始蛀牙？

回答：

When the pH of our mouth falls below 5.5, tooth decay begins. This is because below this pH value, the mouth’s medium becomes more acidic, causing tooth enamel to deteriorate more quickly.

问题5：写出酸的物理性质。

回答：

The properties of the acids are:

• Acids have a sour flavour to them.
• Blue litmus turns red.
• Electricity can be conducted through an acidic solution.
• In an aqueous solution, release H+ ions.

问题6：氢氧化钠与金属铝相互作用会发生什么？

回答：

When sodium hydroxide interacts with aluminium metal, sodium aluminate and hydrogen gas are generated

                                    2NaOH + 2Al + 2H₂O → 2NaAlO₂ + 2H₂

问题7：盐酸与碳酸钠结合会发生什么？

回答：

When hydrochloric acid combines with sodium carbonate, it produces carbon dioxide gas, sodium chloride, and water.

                                             Na₂CO₃ + 2HCl → 2NaCl + H₂O + CO₂