jiudycxd

Sure en Basisse

• Stowwe word in chemie dikwels as sure of basisse geklassifiseer.
• Sure en basisse kom voor in baie huishoudelike items en voedsel.
• Hulle deel sekere eienskappe wat help met hul identifikasie.

Algemene Sure en Basisse

• Soutsuur (HCl)
• Swaelsuur (H2SO4)
• Asynsuur (CH3COOH)
• Natriumhidroksied (NaOH)
• Kaliumhidroksied (KOH)
• Ammoniak (NH3)

Definisie van Sure en Basisse

Vroeë Definisies:

• Sure: Aanvanklik geïdentifiseer deur hul suur smaak.
• Basisse: Bekend vir hul seepagtige gevoel en bitter smaak.

Arrhenius Definisie (1887):

• Sure: Verhoog die konsentrasie van H3O+ ione in oplossing.
• Basisse: Verhoog die konsentrasie van OH− ione in oplossing.

Bronsted-Lowry Definisie (1923):

• Sure: Proton-donors (stowwe wat protone H+ weggee).
• Basisse: Proton-aanvaarders (stowwe wat protone H+ opneem).

Amfoteriese Stowwe

• Amfoteries: Stowwe wat as beide sure en basisse kan optree, afhangende van die reaksie.

• Water (H2O): Kan as 'n suur (skenk 'n proton) of as 'n basis (aanvaar 'n proton) optree.

• Amfiprotiek: 'n Subset van amfoteriese stowwe wat protone (H+) kan skenk of aanvaar.

• Voorbeelde: Water (H2O), waterstofkarbonaatioon (HCO3−), waterstofsulfaatioon (HSO4−).

Poliprotiese Sure

• Poliprotise Suur: 'n Suur wat meer as een proton (H+) kan skenk.

• Voorbeeld: Swaelsuur (H2SO4) kan twee protone skenk.

• Vergelykings: [ \text{H}_2\text{SO}_4\text{(aq) + OH}^ \rightarrow \text{HSO}_4^\text{(aq) + H}_2\text{O (l)} ] [ \text{H}_2\text{SO}_4\text{(aq) + 2OH}^ \rightarrow \text{SO}_4^{2}\text{(aq) + 2H}_2\text{O (l)} ]

Konjugaat Suur-Basis Pare

• 'n Konjugaat suur-basis paar bestaan uit twee spesies wat in mekaar transformeer deur die verkryging of verlies van 'n proton.

Suur-Basis Reaksies

• Die reaksie tussen 'n suur en 'n basis staan bekend as 'n neutralisasiereaksie.
• Dikwels wanneer 'n suur en basis reageer, sal 'n sout en water gevorm word.

Voorbeelde:

• Soutsuur reageer met natriumhidroksied: [ \text{HCl (aq) + NaOH (aq) → H}_2\text{O (l) + NaCl (aq)} ]
• Waterstofbromied reageer met kaliumhidroksied: [ \text{HBr (aq) + KOH (aq) → H}_2\text{O (l) + KBr (aq)} ]
• Soutsuur reageer met ammoniak: [ \text{HCl (aq) + NH}_3\text{(aq) → NH}_4\text{Cl (aq)} ]

Suur en Metaalhidroksied

• Wanneer 'n suur met 'n metaalhidroksied reageer, word 'n sout en water gevorm.

• Algemene vergelyking: [ \text{nH}^+\text{(aq) + M(OH)}_n\text{(aq) → nH}_2\text{O (l) + M}^{n+}\text{(aq)} ]

Suur en Metaaloksied

• Wanneer 'n suur met 'n metaaloksied reageer, word 'n sout en water gevorm.

• Algemene vergelyking: [ \text{2yH}^+\text{(aq) + M}_x\text{O}_y\text{(aq) → yH}_2\text{O (l) + xM}^{n+}\text{(aq)} ]

Suur en Metaalkarbonaat

• Wanneer 'n suur met 'n metaalkarbonaat reageer, word 'n sout, koolstofdioksied en water gevorm.

• Algemene vergelyking: [ \text{2H}^+\text{(aq) + MCO}_3\text{(aq) → H}_2\text{O (l) + CO}_2\text{(g) + M}^{2+}\text{(aq)} ]

Redoksreaksies

• Redoksreaksies is chemiese prosesse waar daar 'n oordrag van elektrone tussen twee stowwe is.
• Hierdie reaksies is fundamenteel tot verskeie chemiese en biologiese prosesse, insluitend metabolisme, verbranding en korrosie.
• Die verstaan van redoksreaksies behels die herkenning van die veranderinge in oksidasietoestande van die betrokke stowwe.

Oksidasie en Reduksie

• In 'n redoksreaksie:

• Oksidasie word gedefinieer as die verlies van elektrone deur 'n molekule, atoom of ioon.

• Wanneer 'n stof geoksideer word, verhoog dit sy oksidasietoestand.

• Reduksie word gedefinieer as die verkryging van elektrone deur 'n molekule, atoom of ioon.

• Wanneer 'n stof gereduseer word, verlaag dit sy oksidasietoestand.

• Aangesien oksidasie en reduksie altyd saam voorkom (een stof verloor elektrone terwyl 'n ander dit verkry), staan hierdie reaksies gesamentlik bekend as redoksreaksies (reduksie-oksidasie).

Oksidasiegetalle

• Om elektronoordrag in redoksreaksies op te spoor, ken ons oksidasiegetalle toe aan die atome in 'n molekule of ioon.
• Die oksidasiegetal is 'n hipotetiese lading wat 'n atoom sou hê as alle bindings aan atome van verskillende elemente heeltemal ionies was.

Reëls vir die Bepaling van Oksidasiegetalle:

• Elementêre Toestand: Die oksidasiegetal van enige suiwer element (bv. O2, H2, N2) is nul.
• Monoatomiese Ione: Vir monoatomiese ione is die oksidasiegetal gelyk aan die lading van die ioon (bv. Na+ het 'n oksidasiegetal van +1, Cl het 'n oksidasiegetal van 1).
• Som van Oksidasiegetalle in Verbindings: Die som van oksidasiegetalle vir alle atome in 'n neutrale molekule moet nul wees.
• Som van Oksidasiegetalle in Poli-atomiese Ione: Vir 'n poli-atomiese ioon moet die som van die oksidasiegetalle gelyk wees aan die ioon se lading.
• Suurstof: Suurstof het tipies 'n oksidasiegetal van 2 in die meeste verbindings, behalwe in peroksides (bv. H2O2) waar dit 1 is.
• Waterstof: Waterstof het gewoonlik 'n oksidasiegetal van +1, behalwe in metaalhidriede (bv. NaH) waar dit 1 is.
• Fluoor: Fluoor het altyd 'n oksidasiegetal van 1 in sy verbindings.

Bepaling van Oksidasiegetalle

• Om die oksidasiegetal van 'n atoom in 'n verbinding te bepaal:

• Identifiseer en ken oksidasiegetalle toe gebaseer op bekende waardes (bv. suurstof as 2, waterstof as +1).

• Gebruik die reël dat die som van oksidasiegetalle in 'n verbinding of ioon moet ooreenstem met die algehele lading.

• Los op vir die onbekende oksidasiegetal.

Redoksreaksies

• Redoksreaksies word gekenmerk deur die verandering in oksidasiegetalle van die reagerende spesies.

• Om 'n redoksreaksie te identifiseer:

• Ken oksidasiegetalle toe aan alle elemente in die reagense en produkte.

• Identifiseer die elemente wat 'n verandering in oksidasiegetal ondergaan.

• Bepaal watter elemente geoksideer word (verhoging in oksidasiegetal) en watter gereduseer word (verlaging in oksidasiegetal).

Balansering van Redoksreaksies

• Balansering van redoksreaksies behels die verseker dat die aantal elektrone wat in oksidasie verloor word, gelyk is aan die aantal elektrone wat in reduksie verkry word.

• Dit kan bereik word deur die volgende stappe:

• Skryf die Halfreaksies: Skei die algehele reaksie in twee halfreaksies, een vir oksidasie en een vir reduksie.

• Balanseer Atome in Elke Halfreaksie: Balanseer alle atome behalwe waterstof en suurstof.

• Balanseer Suurstofatome: Voeg watermolekules by om suurstofatome te balanseer.

• Balanseer Waterstofatome: In suur oplossings, voeg H+ ione by om waterstofatome te balanseer. In basiese oplossings, voeg OH ione by om waterstofatome te balanseer.

• Balanseer die Ladings: Voeg elektrone aan een kant van elke halfreaksie by om die ladings te balanseer.

• Maak die Aantal Elektrone Gelyk: Vermenigvuldig die halfreaksies met toepaslike koëffisiënte sodat die aantal elektrone wat in oksidasie verloor word, gelyk is aan die aantal elektrone wat in reduksie verkry word.

• Kombineer die Halfreaksies: Voeg die halfreaksies saam, kanselleer elektrone en enige ander spesies wat aan beide kante van die vergelyking voorkom.

• Verifieer die Balans: Verseker dat alle atome en ladings gebalanseer is in die finale vergelyking.

Suur en Basiese Medium Oorwegings

• Wanneer redoksreaksies gebalanseer word, beïnvloed die medium waarin die reaksie plaasvind (suur of basies) hoe ons waterstof- en suurstofatome balanseer.

• In 'n suur medium:

• Gebruik H+ ione om waterstofatome te balanseer.

• Gebruik watermolekules om suurstofatome te balanseer.

• In 'n basiese medium:

• Gebruik OH ione om waterstofatome te balanseer.

• Gebruik watermolekules om suurstofatome te balanseer.

Toepassings van Redoksreaksies

• Redoksreaksies is van kardinale belang in baie chemiese en biologiese prosesse:

• Verbranding: Die verbranding van brandstowwe behels redoksreaksies waar brandstof geoksideer word en suurstof gereduseer word.

• Respirasie: In biologiese stelsels is respirasie 'n redoksproses waar glukose geoksideer word en suurstof gereduseer word.

• Korrosie: Die roes van yster is 'n redoksreaksie waar yster tot ysteroksied geoksideer word.

• Elektrochemie: Batterye en elektroplatering behels redoksreaksies waar elektronoordrag deur 'n eksterne stroombaan plaasvind.

• Die verstaan van redoksreaksies, oksidasiegetalle, en hoe om hierdie reaksies te balanseer is fundamenteel in chemie, wat insigte bied in die gedrag van stowwe tydens chemiese reaksies.