Skābes

Šis raksts ir par ķīmiskajām skābēm. Par citām jēdziena skābe nozīmēm skatīt nozīmju atdalīšanas lapu.

Skābes ir elektrolīti, kas šķīdumā spēj atšķelt protonus, veidojot ūdeņraža jonus, vai arī spēj piesaistīt nedalītos elektronu pārus (Lūisa skābes). Skābju vispārīgā formula ir HA vai HnA (daudzvērtīgām skābēm), kur n ir skābes vērtība.

Iedalījums

Skābes var iedalīt:

Tāpat skābes var iedalīt molekulārajās (piemēram, HCl) un katjonskābēs (piemēram, [Al(H2O)n]3+).

Savienojumus, kas atkarībā no apstākļiem var būt gan skābe, gan bāze, sauc par amfolītiem jeb amfiprotiskiem savienojumiem. Tie var būt

  • daudzprotonu skābju protonus saturošie anjoni: HSO4-, H2PO4-, HPO42-, HS-, HCO3- un citi;
  • molekulārie amfolīti: H2O, Al(OH)3 ⋅ 3H2O u.c.[1]

Ķīmiskās īpašības

Hlorūdeņražskābes (vārglāzē) neitralizācijas reakcija ar amonjaka tvaikiem, rodoties amonija hlorīdam (baltie garaiņi).

Skābes var reaģēt ar metāliem, metālu oksīdiem, hidroksīdiem un vājāku skābju sāļiem, veidojot sāļus. No skābekli saturošām skābēm atšķeļot ūdeni, var iegūt skābju anhidrīdus.

Ūdens šķīdumā skābes disociē jonos, veidojot skābes anjonu (A-) un ūdeņraža jonu (H+) (vai vairākus ūdeņraža jonus vairākvērtīgām skābēm). Tas ir līdzsvara process.

Šo līdzsvara procesu raksturo skābuma konstante Ka.

Stiprām skābēm Ka vērtības ir lielākas (šķīdumā skābe gandrīz pilnībā sastāv no skābes anjoniem un ūdeņraža joniem), bet vājām skābēm Ka vērtības ir mazākas un bieži vien nedisociējušo molekulu ir vairāk.Stipras skābes ir: halogēnūdeņražskābes (lai arī fluorūdeņražskābe ir relatīvi vāja skābe), skābekli saturošās neorganiskās skābes, kur centrālais atoms ir ar lielu oksidēšanas pakāpi (perhlorskābe, sērskābe, slāpekļskābe). Lielākā daļa organisko skābju ir vājas skābes.

  • Ūdeņraža jons (protons, H+). Tas ir ūdeņraža atoms, kuram ir atņemts tā vienīgais elektrons. Atšķirībā no visiem pārējiem joniem, tam nav elektronu apvalka, tāpēc tas ir ļoti mazs un ūdens šķīdumā piesaista vismaz vienu ūdens molekulu, tādēļ korektāk to būtu rakstīt kā H3O+ nevis vienkārši H+. Ķīmiskajos vienādojumos bieži lieto vienkārši H+, jo tā ir īsāk.
  • Skābju stiprumu mēra pēc tās Ka vērtības (bieži lieto arī pKa=−log(Ka)). pH mēra ūdeņraža jonu koncentrāciju, kas ir atkarīga no skābes stipruma un koncentrācijas.

Dažas organiskās un neorganiskās skābes

Skābes nosaukumsĶīmiskā formulapKaSkābei atbilstošie sāļiSkābei atbilstošais jons ūdens šķīdumā
Sālsskābe (hlorūdeņražskābe)HCl−6,3HlorīdiHlorīdjons
FluorūdeņražskābeHF3,17FluorīdiFluorīdjons
BromūdeņražskābeHBr−8,7BromīdiBromīdjons
JodūdeņražskābeHI−9,3JodīdiJodīdjons
SērskābeH2SO4−3Sulfāti un hidrogēnsulfātiSulfātjons, hidrogēnsulfātjons
SērpaskābeH2SO31,857Sulfīti un hidrogēnsulfītiSulfītjons, hidrogēnsulfītjons
SērūdeņražskābeH2S7,0SulfīdiSulfīdjons
TiosērskābeH2S2O30,6TiosulfātiTiosulfātjons
SlāpekļskābeHNO3−1,4NitrātiNitrātjons
SlāpekļpaskābeHNO23,398NitrītiNitrītjons
SlāpekļūdeņražskābeHN34,6AzīdiAzīdjons
OrtofosforskābeH3PO42,148Ortofosfāti vai fosfāti; hidrogēnfosfāti, dihidrogēnfosfātiOrtofosfātjons vai vienkārši fosfātjons
OgļskābeH2CO36,367Karbonāti un hidrogēnkarbonātiKarbonātjons, hidrogēnkarbonātjons
Silīcijskābe (kramskābe)H4SiO4 u.c.9,84Silikāti (ortosilikāti u.c.)Silikātjons
BorskābeH3BO39,24Borāti (ortoborāti u.c.)Borātjons
HlorapskābeHClO7,53HipohlorītiHipohlorītjons
HlorpaskābeHClO21,96HlorītiHlorītjons
HlorskābeHClO3−4HlorātiHlorātjons
PerhlorskābeHClO4−8PerhlorātiPerhlorātjons
Ciānūdeņražskābe (zilskābe)HCN9,21CianīdiCianīdjons
HromskābeH2CrO41Hromāti, dihromāti u.c.Hromātjons, dihromātjons
Sprāgstošā skābeH−CN→OFulmināti
CiānskābeHOCN3,47CianātiCianātjons + izocianātjons
Rodānūdeņražskābe (tiociānskābe)HSCN0,926Rodanīdi (tiocianāti)Rodanīdjons (tiocianātjons)
SkudrskābeHCOOH3,77FormiātiFormiātjons
EtiķskābeCH3COOH4,76AcetātiAcetātjons
PropionskābeCH3CH2COOH4,87PropionātiPropionātjons
SviestskābeС3Н7СООН4,82ButirātiButirātjons
BaldriānskābeС4Н9СООН4,82ValerātiValerātjons
OleīnskābeC17H33СООНOleāti
PalmitīnskābeС15Н31СООН4,78Palmitāti
StearīnskābeС17Н35СООНStearāti
BenzoskābeC6H5COOH4,202BenzoātiBenzoātjons
DzintarskābeHOOC–CH2–CH2–COOH4,2SukcinātiSukcinātjons
KanēļskābeC6H5−CH=CH−COOH4,44CinnamātiCinnamātjons
KorķskābeHOOC–(CH2)6–COOH4,526SuberātiSuberātjons
SkābeņskābeHOOC–COOH1,25OksalātiOksalātjons
KvadrātskābeC4H2O42,2SkvarātiSkvarātjons
CitronskābeC6H8O73,14CitrātiCitrātjons
PienskābeCH3CHOHCOOH3,86LaktātiLaktātjons
VīnskābeНООС–СНОН–СНОН–СООН2,95TartrātiTartrātjons
ĀbolskābeНООС–СН(ОН)–СН2–СООН3,4MalātiMalātjons
PirovīnogskābeCH3CO−СООН2,5PiruvātiPiruvātjons

Vairākvērtīgajām skābēm dota pirmā disociācijas konstante.

Neorganisko skābju un to sāļu nosaukumi

  • Skābekli nesaturošās skābes sauc par -ūdeņražskābēm, piemēram, sērūdeņražskābe (H2S), hlorūdeņražskābe (HCl). Šo skābju sāļu nosaukumiem ir izskaņa -īds (hlorīdi, rodanīdi), tie parasti pieder pie binārajiem savienojumiem.
  • Ja attiecīgajam elementam ir iespējama tikai viena skābekli saturošā skābe, tad to sauc vienkārši par skābi. Tā sauc arī skābi, kurā elements ir galvenajā oksidēšanas pakāpē (šie nosaukumi mēdz būt izveidojušies vēsturiski). Tādu skābju sāļu nosaukumiem ir izskaņa -āts (sulfāti, cianāti).
    • Ja elementam ir iespējamas vairākas vērtības, tad skābi, kur elements ir ar mazāku oksidēšanas pakāpi, sauc par paskābi (sērpaskābe), bet to sāļiem ir izskaņa -īts (nitrīti, sulfīti).
    • Gadījumos, kad elementam ir vairāk nekā divas oksidēšanas pakāpes, skābi ar vismazāko oksidēšanas pakāpi dēvē par apskābi (hlorapskābe) un tās sāļu nosaukumiem ir priedēklis hipo- un izskaņa -īts (hipohlorīti, hipofosfīti).
    • Skābi ar vislielāko oksidēšanas pakāpi sauc par per...skābi (permangānskābe, perhlorskābe). Agrāk šādas skābes sauca par "pārskābēm". To sāļu nosaukumiem liek priedēkli per- un izskaņu -āts (permanganāti, perhlorāti).
  • Sarežģītākos gadījumos skābju un to sāļu nosaukumiem var būt arī citi priedēkļi. Piemēram, peroksi- skābēm , kas satur peroksigrupējumu −O−O− (peroksisērskābe), piro- skābēm, kas veidojas, sildot citu skābi (pirofosforskābe); orto- skābēm, kuru molekulas pie tās pašas centrālā elementa oksidēšanas pakāpes var atšķelt vairāk protonu (ortofosforskābe); meta- tām, kas atšķeļ mazāk protonu (metafosforskābe); di- skābēm ar skābekļa tiltiņu molekulā (disērskābe), poli- skābēm ar vairākiem skābekļa tiltiņiem utt.

Skatīt arī

Lūisa skābes un bāzes

Atsauces

Ārējās saites