Kwasy, zasady i reakcje zobojętniania

Ludzki żołądek to narząd mięśniowy zawierający soki żołądkowe, w tym kwas solny, które pomagają trawić pokarm. Niektóre rodzaje pokarmów podnoszą poziom kwasowości naszego żołądka, powodując refluks żołądkowy. 

Spożywanie pokarmów alkalicznych lub zasady, takiej jak środek zobojętniający kwas żołądkowy, neutralizuje nadmiar kwasu, łagodząc uczucie pieczenia. Jest to przykład reakcji kwasowo-zasadowej.

Najprostsze kwasy to substancje, które zawierają dysocjowalne atomy wodoru. W roztworach wodnych uwalniają dodatnio naładowane jony wodorowe lub protony wraz z odpowiadającymi im anionami. Protony reagują z cząsteczkami wody, tworząc jony hydroniowe. 

Na przykład wodny roztwór kwasu azotowego zawiera jony hydroniowe i jony azotanowe. Inne powszechnie znane kwasy to kwas solny, kwas siarkowy i kwas fosforowy.  

Kwasy są monoprototyczne lub poliprototyczne w zależności od liczby dysocjowalnych atomów wodoru w cząsteczce. 

Kwas solny i kwas azotowy, z których każdy zawiera jeden dysocjowalny wodór, są przykładami kwasów monoprotonowych, podczas gdy kwas siarkowy i kwas fosforowy są poliprotyczne. Kwas siarkowy jest diprotyczny i uwalnia kolejno swoje dwa protony, podczas gdy kwas fosforowy jest triprotonowy i dysocjuje sekwencyjnie w trzech etapach.

Najprostszymi zasadami są związki, które dają ujemnie naładowane jony wodorotlenkowe w roztworach wodnych. Łatwe do zidentyfikowania zasady zawierają grupy hydroksylowe; Na przykład wodorotlenek sodu, wodorotlenek potasu i wodorotlenek wapnia. 

Takie zasady, po dodaniu do wody, dysocjują na jony wodorotlenkowe i odpowiadające im kationy metali.

Zasady bezwodorotlenkowe, takie jak amoniak, reagują z wodą, przyjmując protony z cząsteczek wody w celu wytworzenia jonów amonowych i jonów wodorotlenkowych. 

Ogólnie rzecz biorąc, kwas i zasada reagują, tworząc wodę i sól. Reakcje kwasowo-zasadowe nazywane są również reakcjami neutralizacji, gdy mole protonów dostarczanych przez kwas i mole jonów wodorotlenkowych dostarczanych przez zasadę są równe.

Na przykład, gdy miesza się równe ilości wodnego kwasu azotowego i wodnego wodorotlenku potasu, ilości jonów hydroniowych i wodorotlenkowych dostarczanych do roztworu są również równe.

W związku z tym jony hydroniowe i wodorotlenkowe całkowicie neutralizują się nawzajem, łącząc się w wodę, nie pozostawiając żadnych jonów hydroniowych ani wodorotlenkowych. Dodatkowo aniony azotanowe i kationy potasu łączą się, tworząc sól — azotan potasu.  

Niektóre reakcje neutralizacji są reakcjami wydzielania gazów. Na przykład kwas solny i siarczyn potasu reagują, tworząc chlorek potasu, wodę i gazowy dwutlenek siarki w układzie równowagi siarczynowo-wodorosiarczynowej.