Syror

Syror är en av de vanligaste ämnesklasserna och är något du, mer eller mindre omedvetet, redan har en hel del erfarenhet av. Du vet till exempel att citroner, godis och ättika smakar surt, har nog mer än en gång druckit kolsyrad läsk och har under en jobbig idrottslektion säkert råkat ut för mjölksyra i musklerna. I den här artikeln berättar vi om vad syror egentligen är, ur ett kemiskt perspektiv och tittar på vad de har för gemensamma egenskaper. 

 

Vad är en syra?

Defintionen av syror är relativt simpel: det är helt enkelt ämnen som kan avge vätejoner. Väteklorid, HCl, eller saltsyra som det också kallas, är ett klassiskt skolboksexempel på ett sådant ämne. Varje vätekloridmolekyl består av en väteatom och en kloratom. Det som händer när en vätejon avges, är att väteatomen lämnar molekylen utan att ta med sig sin elektron, vilket får vätet att bli en positivt laddad vätejon, medan kloret, som plötsligt har ett överskott på en elektron, blir en negativt laddad kloridjon.

Figur som visar hur väteklorid kan avge en vätejon.

Vätejoner är, som vi nämnde i artikeln om vätejoner, dock alldeles för reaktiva för att existera fritt någon längre stund. För att de inte ska hoppa tillbaka till kloridjonerna måste det finnas något annat ämne som kan ta upp dem i närheten. Ett typiskt sådant ämne är vatten. Löser vi upp väteklorid i vatten sker en reaktion som sker ut så här:

Figur över vattens reaktion med syran väteklorid.

Vätejonen sätter sig på vattenmolekylen och bildar vad man kallar för en oxoniumjon (kemister brukar dock av praktiska skäl kalla detta också för en vätejon). Principen är exakt den samma för när vi löser upp andra syror i vatten. De ger bort en vätejon till vattenmolekylerna, som blir till oxoniumjoner, och bildar själva en negativt laddad jon, en så kallad syrarest.

Ett annat exempel på en syra, som du själv säkert har stött på, är ättiksyra, som ger ättika dess sura smak. Det är en lite större molekyl än väteklorid, men principen är som sagt ändå den samma. När det kommer vattenmolekyler i närheten av en ättiksyramolekyl kan en vätejon lossna från syramolekylen och i stället sätta sig på vattenmolekylen. Precis som innan får vi då en positivt laddad oxoniumjon och en negativt laddad ättiksyrarest.

Figur över vattens reaktion med syran väteklorid.

Oxoniumjonerna är mycket stabilare än helt fria vätejoner, men är fortfarande väldigt reaktiva. Får de möjlighet att avge sina extra vätejoner till andra molekyler kommer de mer än gärna ta den möjligheten. Detta är det som ligger bakom de speciella, kemiska egenskaperna hos vattenlösningar av syror. Men vilka är dessa egenskaper? Låt oss ta en närmare titt på det nu.

 

Vilka egenskaper har syror?

Foto på två citroner.I början av den här artikeln nämnde vi att syror kan ge mat dess sura smak. Det fungerar genom att oxoniumjoner kan ta sig in i smakcellerna och där få andra positiva joner att flytta på sig, vilket ger upphov till nervsignaler som hjärnan sedan i sin tur tolkar som sur smak.

Vi nämnde också att syror kan vara frätande och skada naturen. Även det har med oxoniumjonerna att göra. Bland annat kan de byta ut andra positivt laddade joner som sitter fast i marken och som exempelvis kan vara gifitiga tungmetalljoner.

Att syrorna är frätande beror på att det i vår kropp finns ämnen som är mer benägna att ta upp vätejoner än vatten. Spiller en oförsiktig kemielev en syralösning på sina händer innebär det att just sådana ämnen tar upp vätejoner och därmed får ändrad struktur och funktion. Eftersom molekylerna inte länge fungerar som de ska uppkommer en skada och kroppen varnar oss genom att skicka smärtsignaler när det blir för mycket oxoniumjoner på samma ställe. Farosymbolen för frätande.

 

Vad beror surhetsgraden på?

Det är ofta intressant att veta hur stor koncentration oxoniumjoner, det vill säga hur många oxoniumjoner per liter, det finns i en lösning. Medan en lösning med låg koncentration oxoniumjoner på sin höjd kanske smakar surt, kan en lösning med hög koncentration vara mycket frätande och rent av livsfarlig. Ju högre koncentrationen av oxoniumjoner är, destor surare säger man att det är. I artikeln om pH-värde berättar vi mer om hur man mäter hur sur en lösning är. Men just nu ska vi i stället reda ut vad som påverkar hur sur en lösning blir.

En sak som är lätt att inse direkt, är att det spelar roll hur många syramolekyler vi har löst upp i varje liter lösning, det vill säga hur stor koncentrationen av själva syran är. Många syramolekyler kommer ju naturligtvis att ge många oxoniumjoner.

Modell av ev koncentrerad respektive utspädd syralösning.

Men också vilken syra vi har löst upp spelar roll. Vissa syror är nämligen vad man kallar för svaga syror och fungerar på ett sådant sätt att bara några av syramolekylerna avger sina vätejoner. Ett sådant exempel är ättiksyra. I de ättiksyralösningar man köper i matbutiken i form av ättika eller vinäger är det bara några enstaka procent av alla ättiksyramolekylerna som har avgett sina vätejoner.

Andra syror, som exempelvis väteklorid är så kallade starka syror och i en sådan vattenlösning har i princip samtliga molekyler avgett en vätejon. Av två lika koncentrerade lösningar av en stark respektive svag syra är den starka syralösningen alltså surast.

Modell av en vattenlösning av en stark respektive svag syra.

 

Vanliga och viktiga syror

Väteklorid, HCl, mycket stark. Vid rumstemperatur är väteklorid en gas, men den löser sig lätt i flytande vatten. En sådan vattenlösning kallas ofta för saltsyra. Används bland annat för att rengöra metaller från beläggningar. Saltsyra finns också naturligt i magsäcken hos människor, där den hjälper till att lösa upp mat.

Salpetersyra, HNO3, mycket stark. Även detta är en vanlig industrisyra. Ett vanligt användningsområde är tillverkning av konstgödsel, eftersom syraresten, nitratjonen, är en viktig källa till kväve för växter. Salpetersyra också används för att göra sprängämnen.

Svavelsyra, H2SO4, mycket stark. Kan avge inte bara en, utan två vätejoner (men den första avges mycket lättare än den andra). Finns till exempel i bilbatterier där den hjälper till att leda ström mellen plus- och minuspolen. Används ofta för att göra lösningar sura, vilket i labbmiljö bland annat behövs för att snabba upp vissa reaktioner.

Fosforsyra, H3PO4, stark. Kan avge upp till tre vätejoner, men det är bara den första som avges lätt. Finns i både i kroppen, där den ser till att hålla en jämn surhetsgrad tillsammans med sina syrarester, och i Coca-Cola, där den bidrar till den syrliga smaken.

Kolsyra, H2CO3, svag. Kan avge upp till två vätejoner. Bildas när koldioxid löses i vatten under högt tryck. I haven, sjöar och kroppen hjälper den tillsammans med sina syrarester till att reglera surhetsgraden. Dessutom används den i kolsyrade drycker för att ge syrlighet. De typiska bubblorna uppstår när kolsyran faller sönder till koldioxid och vatten igen.

Ättiksyra, myrsyra, citronsyra, mjölksyra med flera är organiska och går att läsa mer om i artikeln om karboxylsyror under organisk kemi.

Molekylmodeller för väteklorid, salpetersyra, kolsyra, svavelsyra och fosforsyra.


Artikeln skriven av Oskar Henriksson. Lämna feedback / ställ en fråga.
Publicerad 10 augusti 2012. Senast uppdaterad 7 maj 2016.

Kommentarer är stängda