Syror

Senast uppdaterad söndag, 24 juli 2011 13:07

En syra är ett ämne som är ökar koncentrationen av H+ i en vattenlösning. En syra smakar surt, och kan lösa upp oädla metaller.

Detta är en standardreaktion för en syra, Saltsyra löses i vatten:

\normalsize \text H_2O + HCl \longrightarrow  H_3O^+ + Cl^-

H3O+ kallas för oxoniumjoner, och det är dessa som ger vatten dess sura egenskaper. Ju mer H3O+ som finns i vattnet, ju mindre är pH.

 

Protolysering och deprotonering

När en syra lämnar ifrån sig en proton till ett annat ämne, säger man att syran är protolyserad, eller att syran har protolyserat. Ett annat sätt att beskriva det på är att syran är deprotonerad, eller att syran har deprotonerats.

 

Syrors egenskaper

En syra är frätande om koncentrationen av H+ är stor nog. Orsaken till detta är att protonövergångar till målmaterialet bryter ned eller gör det mer vattenlösligt.

På vår tunga finns receptorer som känner av koncentrationen av H+ så vi kan känna hur pass surt det vi äter är.

 

Starka syror

När man löser en stark syra i vatten avger de flesta syramolekylerna sina protoner till vattnet.

Exempel på starka syror:

- Väteklorid (saltsyra): \normalsize \mathrm HCl

- Svavelsyra: \normalsize \mathrm H_2SO_4

- Salpetersyra: \normalsize \mathrm HNO_3

Alla dessa syror har i någon mån förmågan att lösa upp metaller. Guld kan exempelvis inte lösas av någon av dessa syror om de bara får verka för sig. Om man däremot blandar saltsyra och salpetersyra resulterar detta i något som kallas för kungsvatten, vilket löser även guld.

Svavelsyra är en tvåprotonig syra, vilket betyder att den kan avge protoner i två steg. Först avges en proton från den starka svavelsyran. Kvar finns sedan en vätesulfatjon, HSO4- vilket är en svag syra, men även en jon.

 

Svaga syror

När man löser en svag syra i vatten avger bara en del av syramolekylerna sina protoner till vattnet. En vanlig siffra på hur många procent av molekylerna i en svag syra som avger sina protoner är < 2%. pH blir inte lika lågt som om man hade löst en en stark syra i vattnet.

Exempel på svaga syror:

- Kolsyra: \normalsize \mathrm H_2CO_3

- Ättikssyra: \normalsize \mathrm HAc (egentligen \normalsize \mathrm  CH_3COOH)

En svag syra gör att pH i en lösning inte ökar så mycket som den borde om man på något sätt försöker öka pH. Då protoner försvinner från lösningen så lossnar protoner från den svaga syran, och pH ökar långsammare.

 

Metalljoner som syror

Hur aluminiumjonen fungerar som en syra. Sex stycken vattenmolekyler binder till aluminiumjonen, och en av dem deprotoneras.

Metalljoner kan i många fall fungera som syror. Vad som händer är att metalljonen binder upp vattenmolekyler, och en av dessa släpper ifrån sig en vätejon.

Ett exempel är aluminiumjonen, som i vattenlösning först bildar komplex med vattenmolekyler, och därefter kan deprotonera en av vattenmolekylerna för att öka surheten i lösningen:

\normalsize \text [Al(H_2O)_6]^{3+} \rightleftharpoons [Al(H_2O)_5OH]^{2+} + H^+

 

 

En syras styrka

För att beskriva hur stark en syra är så använder man sig av något som kallas för syrakonstanten, vilken skrivs som Ka. På grund av de små värdena minuslogaritmerar man Ka, och pKa ger oss siffor i en omfattning vi enklare kan arbeta med. Mer om detta under titeln "syrakonstanten" i menyn till vänster. Ju mindre pKa är, ju mer av syran protolyseras (ger ifrån sig protoner).

 

Vanliga syror och deras pKa

Namn Summaformel
pKa1 pKa2
Vatten H2O 15,74  
Ättiksyra CH3COOH eller HAc
4,76  
Kolsyra H2CO3 3,60 10,33
Salpetersyra HNO3 -1,4  
Svavelsyra H2SO4 -3,0 2,0
Saltsyra HCl -8,0