ASID: CIRI DAN CONTOH - KIMIA - 2026

The asid adalah bahan yang mempunyai kecenderungan tinggi proton menderma atau menerima pasangan elektron. Terdapat banyak definisi (Bronsted, Arrhenius, Lewis) yang mencirikan sifat asid, dan masing-masing dilengkapi untuk membina gambaran global jenis sebatian ini.

Dari perspektif di atas, semua bahan yang diketahui boleh menjadi berasid, bagaimanapun, hanya bahan yang menonjol jauh di atas yang lain dianggap seperti itu. Dengan kata lain: jika bahan adalah penderma proton yang sangat lemah, berbanding dengan air, misalnya, boleh dikatakan bahawa ia bukan asid.

Asid asetik, asid lemah, menyumbangkan proton (ion hidrogen, diserlahkan dengan warna hijau) ke air dalam reaksi keseimbangan untuk memberikan ion asetat dan ion hidronium. Merah: oksigen. Hitam: karbon. Putih: hidrogen.

Oleh itu, apa sebenarnya asid dan sumber semula jadi? Contoh tipikalnya terdapat di dalam banyak buah: seperti sitrus. Lemonades mempunyai ciri khas kerana asid sitrik dan komponen lain.

Lidah dapat mengesan kehadiran asid, sama seperti rasa lain. Bergantung pada tahap keasidan sebatian ini, rasa menjadi lebih tidak dapat ditoleransi. Dengan cara ini, lidah berfungsi sebagai meter organoleptik untuk kepekatan asid, khususnya kepekatan ion hidronium (H ₃ O ⁺ ).

Sebaliknya, asid tidak hanya terdapat dalam makanan, tetapi juga di dalam organisma hidup. Begitu juga dengan tanah yang mengandungi bahan yang boleh mencirikannya sebagai berasid; seperti kes kation aluminium dan logam lain.

Ciri-ciri asid

Ciri-ciri apa yang mesti dimiliki sebatian, menurut definisi yang ada, untuk dianggap berasid?

Ia mesti dapat menjana H ⁺ dan OH ^- ion dengan melarutkan dalam air (Arrhenius), ia mesti menderma proton untuk spesies lain dengan mudah (Bronsted) atau akhirnya, ia mesti dapat menerima sepasang elektron, yang bercas negatif (Lewis).

Walau bagaimanapun, ciri-ciri ini berkait rapat dengan struktur kimia. Oleh itu, dengan belajar menganalisanya, kekuatan keasidan atau beberapa sebatian dapat disimpulkan, yang mana antara keduanya adalah yang paling berasid.

- Ciri-ciri fizikal

Asid mempunyai rasa, bernilai kelebihan, asid dan baunya sering membakar lubang hidung. Mereka adalah cecair dengan tekstur melekit atau berminyak dan memiliki kemampuan untuk mengubah warna kertas litmus dan oren metil menjadi merah (Properties of Acids and Bases, SF).

- Keupayaan menghasilkan proton

Pada tahun 1923, ahli kimia Denmark Johannes Nicolaus Brønsted dan ahli kimia Inggeris Thomas Martin Lowry, memperkenalkan teori Brønsted dan Lowry yang menyatakan bahawa mana-mana sebatian yang dapat memindahkan proton ke sebatian lain adalah asid (Encyclopædia Britannica, 1998). Contohnya dalam kes asid hidroklorik:

HCl → H ⁺ + Cl ^-

Teori Brønsted dan Lowry tidak menjelaskan tingkah laku berasid bahan tertentu. Pada tahun 1923 ahli kimia Amerika Gilbert N. Lewis memperkenalkan teorinya, di mana asid dianggap sebagai sebatian yang, dalam tindak balas kimia, mampu bergabung dengan sepasang elektron yang tidak dikongsi dalam molekul lain (Encyclopædia Britannica, 1998) .

Dengan cara ini, ion seperti Cu ²⁺ , Fe ²⁺ dan Fe ³⁺ mempunyai kemampuan untuk mengikat pasangan elektron bebas, misalnya dari air untuk menghasilkan proton dengan cara berikut:

Cu ²⁺ + 2H ₂ O → Cu (OH) ₂ + 2H ⁺

- Mereka mempunyai hidrogen yang lemah dalam ketumpatan elektron

Untuk molekul metana, CH ₄ , tidak ada hidrogennya yang kekurangan elektronik. Ini kerana perbezaan elektronegativiti antara karbon dan hidrogen sangat kecil. Tetapi jika anda menggantikan salah satu daripada atom H oleh salah satu daripada fluorin, maka tidak akan menjadi satu perubahan ketara dalam masa dipole: H ₂ FC- H .

H mengalami perpindahan awan elektronnya ke atom yang bersebelahan dengan F, yang sama, δ + meningkat. Sekali lagi, jika H lain digantikan oleh yang lain F, maka molekul menjadi: HF ₂ C- H .

Sekarang δ + adalah lebih besar, kerana dua atom F, ketumpatan elektron keelektronegatifan tinggi yang mengeluarkan C, dan yang terakhir ini akibatnya kepada H . Jika proses penggantian terus akhirnya diperolehi: F ₃ C- H .

Dalam molekul terakhir ini H , sebagai akibat dari tiga atom F yang berdekatan, kekurangan elektronik yang ketara. Δ + ini tidak disedari untuk spesies yang cukup kaya dengan elektron untuk melucutkan H ini dan, dengan cara ini, F ₃ CH menjadi bercas negatif:

F ₃ C– H +: N ^- (spesies negatif) => F ₃ C: ^- + H N

Persamaan kimia di atas juga dapat dipertimbangkan dengan cara ini: F ₃ CH menyumbangkan proton (H ⁺ , yang H terlepas dari molekul) kepada: N; atau, F ₃ CH memperoleh sepasang elektron dari H apabila pasangan lain disumbangkan kepada yang terakhir dari: N ^- .

- Kekuatan atau keasidan tetap

Berapa banyak F ₃ C: ^- terdapat dalam larutan? Atau, berapa molekul F ₃ CH yang dapat menyumbangkan hidrogen berasid kepada N? Untuk menjawab soalan-soalan ini, perlu menentukan kepekatan F ₃ C: ^- atau H N dan, dengan menggunakan persamaan matematik, tentukan nilai berangka yang disebut pemalar keasidan, Ka.

Semakin banyak molekul F ₃ C: ^- atau HN dihasilkan, semakin banyak F ₃ CH yang berasid dan semakin besar Ka. Dengan cara ini Ka membantu menjelaskan, secara kuantitatif, sebatian mana yang lebih berasid daripada yang lain; dan, juga, ia membuang sebagai asam yang Ka mempunyai urutan yang sangat kecil.

Beberapa Ka boleh mempunyai nilai sekitar 10 ^-1 dan 10 ^-5 , dan yang lain, nilai sepersejuta lebih kecil seperti 10 ^-15 dan 10 ^-35 . Oleh itu, dapat dikatakan bahawa yang terakhir, dengan mengatakan pemalar keasidan, adalah asid yang sangat lemah dan boleh dibuang seperti itu.

Oleh itu, molekul berikut yang manakah mempunyai Ka tertinggi: CH ₄ , CH ₃ F, CH ₂ F _2, atau CHF ₃ ? Jawapannya terletak pada kekurangan ketumpatan elektron, δ +, dalam hidrogen mereka.

Pengukuran

Tetapi apakah kriteria untuk menstandardisasi pengukuran Ka? Nilainya boleh sangat berbeza bergantung pada spesies mana yang akan menerima H ⁺ . Sebagai contoh, jika: N adalah asas yang kuat, Ka akan besar; tetapi jika sebaliknya, ia adalah pangkalan yang sangat lemah, Ka akan menjadi kecil.

Pengukuran Ka dibuat dengan menggunakan asas dan asid yang paling umum dan paling lemah: air. Bergantung pada tahap sumbangan H ⁺ ke molekul H ₂ O, pada 25 atC dan pada tekanan satu atmosfera, keadaan standard ditetapkan untuk menentukan pemalar keasidan untuk semua sebatian.

Dari ini timbul sekumpulan jadual pemalar keasidan bagi sebilangan besar sebatian, bukan organik dan organik.

- Ia mempunyai asas konjugat yang sangat stabil

Asid mempunyai atom atau unit yang sangat elektronegatif (cincin aromatik) dalam struktur kimianya yang menarik ketumpatan elektron dari hidrogen sekitarnya, sehingga menyebabkannya menjadi positif dan reaktif pada suatu pangkalan.

Setelah proton menderma, asid berubah menjadi asas konjugat; iaitu spesies negatif yang mampu menerima H ⁺ atau mendermakan sepasang elektron. Dalam contoh molekul CF ₃ H, asas konjugatnya adalah CF ₃ ^- :

CF ₃ ^- + HN <=> CHF ₃ +: N ^-

Sekiranya CF ₃ ^- adalah asas konjugat yang sangat stabil, keseimbangan akan beralih lebih banyak ke kiri daripada ke kanan. Juga, semakin stabil, asid akan semakin aktif dan berasid.

Bagaimana anda tahu betapa stabilnya mereka? Itu semua bergantung pada bagaimana mereka menangani caj negatif yang baru. Sekiranya mereka dapat mendokokalisasi atau menyebarkan peningkatan ketumpatan elektron dengan cekap, ia tidak akan dapat digunakan dalam ikatan dengan alas H.

- Mereka boleh dikenakan caj positif

Tidak semua asid mempunyai hidrogen kekurangan elektron, tetapi juga mempunyai atom lain yang mampu menerima elektron, dengan atau tanpa muatan positif.

Bagaimana ini? Sebagai contoh, dalam boron trifluoride, BF ₃ , atom B tidak mempunyai oktet valensi, sehingga dapat membentuk ikatan dengan atom mana pun yang memberikannya pasangan elektron. Sekiranya anion F ^- bulat di sekitarnya berlaku tindak balas kimia berikut:

BF ₃ + F ^- => BF ₄ ^-

Sebaliknya, kation logam bebas, seperti Al ³⁺ , Zn ²⁺ , Na ⁺ , dan lain-lain, dianggap sebagai asid, kerana mereka dapat menerima ikatan (koordinasi) spesies kaya elektron dari persekitaran mereka. Begitu juga, mereka bertindak balas dengan OH ^- ion untuk mendakan sebagai hidroksida logam:

Zn ²⁺ (aq) + 2OH ^- (aq) => Zn (OH) ₂ (s)

Semua ini dikenali sebagai asid Lewis, sementara yang menderma proton adalah asid Bronsted.

- Penyelesaian mereka mempunyai nilai pH lebih rendah daripada 7

Rajah: skala pH.

Lebih khusus lagi, asid apabila dilarutkan dalam pelarut mana pun (yang tidak meneutralkannya), menghasilkan larutan dengan pH lebih rendah daripada 3, walaupun di bawah 7 ia dianggap asid yang sangat lemah.

Ini dapat disahkan dengan menggunakan penunjuk asid-basa, seperti fenolftalein, penunjuk sejagat, atau jus kubis ungu. Sebatian yang mengubah warna menjadi warna yang ditunjukkan dengan pH rendah, diperlakukan sebagai asid. Ini adalah salah satu ujian paling mudah untuk menentukan kehadirannya.

Perkara yang sama dapat dilakukan, misalnya, untuk sampel tanah yang berlainan dari berbagai belahan dunia, sehingga menentukan nilai pH mereka, bersama dengan pemboleh ubah lain, mencirikannya.

Dan akhirnya, semua asid mempunyai rasa masam, asalkan tidak pekat sehingga membakar tisu lidah secara tidak berbalik.

- Keupayaan untuk meneutralkan asas

Arrhenius, dalam teorinya, mengemukakan bahawa asid, dapat menghasilkan proton, bertindak balas dengan hidroksil asas untuk membentuk garam dan air dengan cara berikut:

HCl + NaOH → NaCl + H ₂ O.

Reaksi ini disebut peneutralan dan merupakan asas teknik analisis yang disebut titrasi (Bruce Mahan, 1990).

Asid kuat dan asid lemah

Asid dikelaskan kepada asid kuat dan asid lemah. Kekuatan asid dikaitkan dengan pemalar keseimbangannya, oleh itu, dalam keadaan asid, pemalar ini dipanggil pemalar asid Ka.

Oleh itu, asid kuat mempunyai pemalar asid yang besar sehingga cenderung untuk berasingan sepenuhnya. Contoh asid ini ialah asid sulfurik, asid hidroklorik, dan asid nitrik, yang pemalar asidnya sangat besar sehingga tidak dapat diukur dalam air.

Sebaliknya, asid lemah adalah asid yang pemalar pemisahannya rendah sehingga berada dalam keseimbangan kimia. Contoh asid ini adalah asid asetik dan asid laktik dan asid nitrat yang pemalar keasidannya berada dalam urutan 10 ^-4 . Rajah 1 menunjukkan pemalar keasidan yang berbeza untuk asid yang berbeza.

Rajah 1: pemalar pemisahan asid.

Contoh asid

Hidrogen halida

Semua hidrogen halida adalah sebatian berasid, terutamanya apabila dilarutkan di dalam air:

-HF (asid hidrofluorik).

-HCl (asid hidroklorik).

-HBr (asid hidrobromik).

-HI (asid iodik).

Oksidasid

Asid okso adalah bentuk protonasi oksoanion:

HNO ₃ (asid nitrik).

H ₂ SO ₄ (asid sulfurik).

H ₃ PO ₄ (asid fosforik).

HClO ₄ (asid perklorik).

Asid super

Asid super adalah campuran asid Bronsted kuat dan asid Lewis kuat. Setelah dicampurkan mereka membentuk struktur kompleks di mana, menurut kajian tertentu, H ⁺ "melompat" di dalamnya.

Daya menghakis mereka sedemikian rupa sehingga berbilion kali lebih kuat daripada H ₂ SO ₄ pekat. Mereka digunakan untuk memecahkan molekul besar yang terdapat dalam minyak mentah, menjadi molekul bercabang yang lebih kecil, dan dengan nilai tambah ekonomi yang besar.

-BF ₃ / HF

-SbF ₅ / HF

-SbF ₅ / HSO ₃ F

-CF ₃ SO ₃ H

Asid organik

Asid organik dicirikan oleh mempunyai satu atau lebih kumpulan karboksilik (COOH), dan di antaranya adalah:

-Asid sitrik (terdapat dalam banyak buah)

Asid malik (dari epal hijau)

-Asid asetik (dari cuka komersial)

-Asid butik (dari mentega tengik)

-Tartaric acid (dari wain)

-Dan keluarga asid lemak.

Rujukan

1. Torrens H. Asid dan Asas Keras dan Lembut. . Diambil dari: depa.fquim.unam.mx
2. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (3 Mei 2018). Nama 10 Asid Biasa. Dipulihkan dari: thinkco.com
3. Netorials Chempages. Asid dan Asas: Struktur dan Kelakuan Molekul. Diambil dari: chem.wisc.edu
4. Deziel, Chris. (27 April 2018). Ciri Umum Asid & Asas. Ilmu Pengetahuan. Dipulihkan dari: sciencing.com
5. Pusat Superkomputer Pittsburgh (PSC). (25 Oktober 2000). Dipulihkan dari: psc.edu.