Kiseline i oksidi nemetala

Uvod

U ovoj ćemo jedinici pobliže objasniti pojave koje su vam poznate iz svakodnevnog života. Kušate li limun, svak će znati da mu je okus kiseo. Od tvari koje imaju kisela svojstva u svakodnevnom životu susrećemo, među ostalim, ocat, kavu, solnu (klorovodičnu) kiselinu...

Kako su građene kiseline

Usporedbom modela molekule četiriju različitih kiselina načinjenih od kuglica i štapića uočit ćemo sličnost u njihovu sastavu.

U prikazanim modelima vidljivo je da su kiseline spojevi koji sadrže jedan ili više atoma vodika, a razlikuju se po atomu nemetala ili po atomskoj skupini koju često nazivamo kiselinskim ostatkom.

U reakcijama molekula kiselina s vodom uvijek nastaju ioni. Proces nastajanja iona proučimo na primjeru klorovodične ili solne kiseline. Klorovodična kiselina, HCl (aq), ne sadrži atome kisika, što ukazuje da ne nastaje od oksida. Dobiva se reakcijom plina klorovodika s vodom. To je bezbojni otrovni plin oštra mirisa, a u reakciji s vodom razlaže se na ione. Nastanak iona prikazan je jednadžbom i kalotnim modelima.

[latex]HCl(g)+H_2O(l)\longrightarrow H_3O^+(aq)+Cl^-(aq)[/latex]

U reakciji vodik gubi elektron koji prihvaća atom klora. Tako nastaju vodikov kation, H+, i kloridni anion, Cl. Vodikovi su ioni vodikove jezgre, jako sureaktivni i ne mogu postojati samostalno u otopini. Odmah se povezuju s molekulama vode dajući oksonijeve ione, H3O+.

Kiseline su spojevi koji u reakciji s vodom daju oksonijeve ione, H3O+ (aq).

Kiseline nastaju i reakcijom odgovarajućega nemetalnog oksida s vodom. Primjerice, gorenjem sumpora nastaje sumporov(IV) oksid, a reakcijom sumporova(IV) oksida i vode nastaje sumporasta kiselina.

[latex]S\left(s\right)\stackrel{}{\stackrel{O_2}{\longrightarrow }SO_2\left(g\right)}[/latex]

[latex]SO_2\left(g\right)\stackrel{H_2O}{\longrightarrow }H_2SO_3\left(g\right)[/latex]

Što mijenja boju pH-indikatora?

Kozmetički preparati (kreme, losioni i sl.) moraju imati takve pH‑vrijednosti da ne nadražuju kožu pa se pH-vrijednost preparata uvijek navodi kao jedna od njegovih značajki. Osobito se to ističe za dječje sapune zbog osjetljivosti dječje kože. 

Rast biljaka ovisi o pH-vrijednosti tla. Tako je, na primjer, za dobar rast krumpira potrebno slabo kiselo tlo, dok će ječam bolje uspijevati na slabo bazičnom tlu. Osim toga, određena pH-vrijednost tla pogodovat će i razvoju određenih mikroorganizama koji mogu biti korisni, ali i štetni.

Pozorno pogledajte videozapis pH-ljestvica i ponovite što ste tijekom školovanja naučili o kiselim, lužnatim i neutralnim otopinama.

pH-ljestvica

Jedan od načina iskazivanja kiselosti ili lužnatosti ispitivanoga sustava jest pH-vrijednost. Kiselim otopinama pH-vrijednost manja je od 7, a lužnatim otopinama veća je od 7. Neutralne otopine imaju pH-vrijednost 7.

U pokusu koristeći univerzalni indikatorski papirić i digitalni pH metar odredite pH-vrijednosti različitih vodenih otopina kiselina.

1. pokus

 Odredite pH-vrijednost nekih kiselina

Proširite vidike

pH-vrijednost kao mjera kiselosti otopina

Problemski zadatak

O kiselim ste kišama dosad učili vjerojatno mnogo. Manje ste govorili o načinima kako možemo ukloniti posljedice kiselih kiša. Potražite u udžbenicima ili nekim drugim odgovarajućim izvorima članke na temu kisele kiše i predložite neke od načina kojima bi se mogle ublažiti posljedice kiselih kiša u okolišu.

Proučite interaktivni objekt Kisele kiše posljedica su industrijalizacije i pojačanoga prometa i odgovorite na sljedeća pitanja.

  1. Kolika je pH-vrijednost kiše u kojoj je otopljen samo CO2 kao uobičajen sastojak zraka?
  2. Koji su uobičajeni sastojci kiselih kiša i kolike pH-vrijednosti tada može imati kiša?
  3. Opišite kako u atmosferu dolazi najčešći sastojak kiselih kiša.
  4. Razmislite i opišite kako biste pokusom prikazali razliku pH-vrijednosti uobičajene i kisele kiše. Ako imate mogućnosti, pH-metrom odredite i stvarne pH-vrijednosti.