9.1 Syrer og baser - definisjoner
Lær ulike definisjoner av syrer og baser og hvordan de brukes.
50 min
15 oppgaver
ArrheniusBrønsted-LowryLewisProtonerHydroksidionerKonjugerte syrer og baser
Din fremgang i kapitlet
0 / 15 oppgaver
Brønsted-Lowry teori
Syrer og baser er stoffer som kan gi fra seg eller ta imot protoner (H⁺).
Definisjoner
- Syre: Et stoff som gir fra seg et proton (H⁺-donor)
- Base: Et stoff som tar imot et proton (H⁺-akseptor)
Protolyse
Når en syre reagerer med en base, skjer en protonoverføring (protolyse):
Eksempel: Saltsyre (HCl) reagerer med vann (H₂O):
- HCl gir fra seg H⁺ → syre
- H₂O tar imot H⁺ → base
- Cl⁻ kan ta imot H⁺ → base (konjugert base til HCl)
- H₃O⁺ kan gi fra seg H⁺ → syre (konjugert syre til H₂O)
✏️Eksempel 1: Identifiser syre og base
Betrakt reaksjonen:
a) Hvilke stoffer er syrer og baser?
b) Hva er konjugerte syre-base-par?
Løsning:
a) Venstre side:
- H₂O gir fra seg H⁺ → syre
- NH₃ tar imot H⁺ → base
Høyre side:
- NH₄⁺ kan gi fra seg H⁺ → syre (konjugert til NH₃)
- OH⁻ kan ta imot H⁺ → base (konjugert til H₂O)
b) Konjugerte par:
- H₂O (syre) ⇌ OH⁻ (base)
- NH₃ (base) ⇌ NH₄⁺ (syre)
📝Oppgave 9-1
Identifiser syre og base i følgende reaksjoner:
a
HNO₃ + H₂O → NO₃⁻ + H₃O⁺
b
CH₃COOH + H₂O ⇌ CH₃COO⁻ + H₃O⁺
c
H₂O + CO₃²⁻ ⇌ HCO₃⁻ + OH⁻
Konjugerte syre-base-par
Når en syre gir fra seg et proton, blir den til en konjugert base:
Når en base tar imot et proton, blir den til en konjugert syre:
Eksempler på konjugerte par
| Syre | Konjugert base | Forskjell |
|---|---|---|
| HCl | Cl⁻ | −H⁺ |
| H₂SO₄ | HSO₄⁻ | −H⁺ |
| H₃O⁺ | H₂O | −H⁺ |
| NH₄⁺ | NH₃ | −H⁺ |
| H₂O | OH⁻ | −H⁺ |
Merk: Et konjugert par skiller seg med nøyaktig én H⁺.
✏️Eksempel 2: Finn konjugerte par
Betrakt reaksjonen:
Identifiser alle konjugerte syre-base-par.
Løsning:
Par 1: H₂SO₄ (syre) ⇌ HSO₄⁻ (konjugert base)
- H₂SO₄ gir fra seg H⁺ → blir til HSO₄⁻
Par 2: H₂O (base) ⇌ H₃O⁺ (konjugert syre)
- H₂O tar imot H⁺ → blir til H₃O⁺
Svar: To konjugerte par: (H₂SO₄/HSO₄⁻) og (H₂O/H₃O⁺)
📝Oppgave 9-2
Finn den konjugerte basen til hver syre:
a
HNO₃
b
H₃PO₄
c
NH₄⁺
d
HCO₃⁻
📝Oppgave 9-3
Finn den konjugerte syren til hver base:
a
OH⁻
b
NH₃
c
CO₃²⁻
d
H₂O
Amfotere stoffer
Et amfotert stoff kan opptre både som syre og base, avhengig av hva det reagerer med.
Eksempel: Vann (H₂O)
Som base (tar imot H⁺):
Som syre (gir fra seg H⁺):
Andre amfotere stoffer
- HCO₃⁻ (hydrogenkarbonat)
- Som base: HCO₃⁻ + H⁺ → H₂CO₃
- Som syre: HCO₃⁻ → CO₃²⁻ + H⁺
- HSO₄⁻ (hydrogensulfat)
- Som base: HSO₄⁻ + H⁺ → H₂SO₄
- Som syre: HSO₄⁻ → SO₄²⁻ + H⁺
- H₂PO₄⁻ (dihydrogenfosfat)
- Som base: H₂PO₄⁻ + H⁺ → H₃PO₄
- Som syre: H₂PO₄⁻ → HPO₄²⁻ + H⁺
✏️Eksempel 3: Amfotere stoffer
Vis at HCO₃⁻ er amfotert ved å skrive to reaksjoner:
a) HCO₃⁻ som syre
b) HCO₃⁻ som base
Løsning:
a) HCO₃⁻ som syre (gir fra seg H⁺):
b) HCO₃⁻ som base (tar imot H⁺):
HCO₃⁻ kan både gi fra seg og ta imot H⁺ → amfotert.
📝Oppgave 9-4
Er følgende stoffer amfotere? Begrunn.
a
H₂O
b
HCl
c
HSO₄⁻
d
OH⁻
Sterke vs svake syrer og baser
Sterke syrer
Sterke syrer protolyserer fullstendig i vann (100% reaksjon):
Eksempler på sterke syrer:
- HCl (saltsyre)
- HNO₃ (salpetersyre)
- H₂SO₄ (svovelsyre, første proton)
- HBr (bromhydrogensyre)
- HI (jodhydrogensyre)
- HClO₄ (perklorinsyre)
Svake syrer
Svake syrer protolyserer delvis i vann (<5% reaksjon):
Eksempler på svake syrer:
- CH₃COOH (eddiksyre)
- H₂CO₃ (karbonsyre)
- H₃PO₄ (fosforsyre)
- HF (fluorhydrogensyre)
Sterke baser
Sterke baser protolyserer fullstendig i vann:
Eksempler:
- NaOH (natriumhydroksid)
- KOH (kaliumhydroksid)
- Ba(OH)₂ (bariumhydroksid)
Svake baser
Svake baser protolyserer delvis i vann:
Eksempler:
- NH₃ (ammoniakk)
- CH₃NH₂ (metylamin)
✏️Eksempel 4: Sterke vs svake syrer
Du har to løsninger med samme konsentrasjon (0,1 M):
- Løsning A: HCl (sterk syre)
- Løsning B: CH₃COOH (svak syre)
Hvilken har høyest konsentrasjon av H₃O⁺?
Løsning:
HCl (sterk syre):
[H₃O⁺] ≈ 0,1 M
CH₃COOH (svak syre):
[H₃O⁺] ≈ 0,0013 M
Svar: HCl har mye høyere [H₃O⁺] fordi den protolyserer fullstendig.
📝Oppgave 9-5
Klassifiser følgende som sterk eller svak syre/base:
a
HNO₃
b
NH₃
c
KOH
d
H₂CO₃
📝Oppgave 9-6
Skriv protolysereaksjoner og identifiser konjugerte par:
a
HNO₃ i vann
b
NH₃ i vann
c
H₂SO₄ i vann (første proton)
📝Oppgave 9-7
Identifiser konjugerte syre-base-par i følgende reaksjoner:
a
H₂S + H₂O ⇌ HS⁻ + H₃O⁺
b
HPO₄²⁻ + H₂O ⇌ H₂PO₄⁻ + OH⁻
c
CH₃COOH + NH₃ ⇌ CH₃COO⁻ + NH₄⁺
📝Oppgave 9-8
Forklar hvorfor følgende stoffer er amfotere:
a
H₂PO₄⁻
b
HSO₃⁻
📝Oppgave 9-9
Skriv reaksjoner for HSO₄⁻ som amfotert stoff:
a
HSO₄⁻ som syre (med OH⁻)
b
HSO₄⁻ som base (med H₃O⁺)
📝Oppgave 9-10
Du har tre løsninger med samme konsentrasjon (0,10 M):
a
Hvilken av HCl, CH₃COOH og H₂CO₃ har høyest [H₃O⁺]?
b
Hvilken har lavest pH?
c
Hvorfor er CH₃COOH farligere å søle enn HCl (samme konsentrasjon)?
📝Oppgave 9-11
Rekkefølge av syrestyrke:
a
Ranger H₂SO₄, HSO₄⁻ og SO₄²⁻ etter synkende syrestyrke.
b
Ranger NH₃, NH₄⁺ og NH₂⁻ etter synkende basestyrke.
📝Oppgave 9-12
Hva skjer når HCl blandes med NH₃?
a
Skriv reaksjonslikning.
b
Hva dannes?
c
Hvorfor dannes hvit røyk når HCl(g) og NH₃(g) møtes?
📝Oppgave 9-13
Forklar følgende observasjoner:
a
Hvorfor er konsentrert H₂SO₄ farlig?
b
Hvorfor tilsettes NH₃ i rengjøringsmidler?
c
Hvorfor er CO₂ svakt surt i vann?
📝Oppgave 9-14
Avsluttende spørsmål:
a
Forklar hvorfor vannets autoprotolysering viser at vann er amfotert.
b
Hvorfor er den konjugerte basen til en sterk syre svak?
c
Hvorfor er den konjugerte syren til en sterk base svak?
📝Oppgave 9-15
Utfordringsoppgave:
a
Forklar hvorfor HF er svak syre, mens HCl er sterk syre.
b
Hvorfor er CH₃COOH svakere syre enn HCl?