Syrer og baser - Hva er den VIRKELIGE forklaringen

[endrebjo]

Jeg hadde for noen uker siden en N&M-prøve om syrer og baser som jeg fikk igjen i dag.

"Problemet" er en slags "misforståelse" mellom lærer - lærebok - elev i omtrent hele klassen (10. klasse).

I boken står forklaringen på hva som gjør en syre til en syre og en base til en base slik:

SYRER:

...Alle syremolekyler har det til felles at de kan dele seg på en spesiell måte i vannløsninger: De kan alle sammen de kan alle gi fra seg en liten bit, et H^+-ion. Et H^+-ion er et hydrogenatom som mangler et elektron. Det er dette H^+-ionet som gjør stoffet til en syre. Konsentrasjonen til dette H^+-ionet som avgjør hvor sterk syren er...

 

BASER:

...En base er et stoff som spalter vannmolekylene og tar opp H^+-ioner når det løses i vann. Konsentrasjonen av OH^--ioner (det som altså er igjen av vannet) vil da øke...

"[bla-bla-bla om hans posisjon i forsvaret under krigen]...og det som gjør en syre til en syre og en base til en base er at syren har overskudd av H^+-ioner i forhold til OH^--ioner, mens basen har overskudd av OH^--ioner i forhold til H^+-ioner...[bla-bla-bla om hans lek med syrer under krigen]"

På prøven skrev jeg:

SPØRSMÅL 1: Hva er det som gjør at en syre er en syre? (3p)

SVAR: Det er det at syremolekylet gir fra seg H^+-ioner (hydroniumioner)når den løses opp i vann. En syre har pH på under pH7.

Lærerens kommentar: mer her! (1,5p)

 

SPØRSMÅL 1: Hva vil det si at en løsning er basisk? Hva er det som gjør den basisk? (1,5p)

SVAR: Dvs. at den har en pH på over pH7.

Den blir basisk fordi basemolekylet danner OH^--ioner (hydroksidion) når den blir løst opp i vann.

Lærerens kommentar: mer her! (1,5p)

Etter prøven:

"Syren gir ikke fra seg H^+-ioner, det blir dannet H^+-ioner!"

Hva er rett her? Hvordan vil det perfekte svaret bli (fra 10. klasse ståsted)?

 

Saken er at han trakk meg tilsammen 3p for de to oppgavene, og hadde jeg hatt de tre poengene hadde jeg fått 22,5p av 23p (mens jeg fikk 19,5), altså kar. 6, som er mitt mål ut ungdoms. (og som jeg hadde da vi hadde en annen lærer i 8., (jeg skal forresten spørre han også)).

[nr.4]

Jeg kan ikke gi et fasitsvar, men hvis du gjengir det som står i boka uten at læreren har gitt klar beskjed om noe annet, skal du ikke få trekk for det. Stå på krava, og hør med andre lærere.

[bfisk]

Det finnes flere definisjoner på syre-base-problematikken, men den vanlige oppfatningen er at en syre øker konsentrasjonen av H30+-ioner i vann (som dannes av H+ og H2O), mens en base minsker denne kosentrasjonen. Omvendt av dette finner vi konsentrasjonen av OH--ioner. Når den ene er stor er den andre liten osv. Derfor kan vi f.eks. også definere en base som noe som øker konsentrasjonen av OH--ioner.

 

Dette skjer normalt ved at syren går i løsning i vannet. Ta feks saltsyre, HCl. I vann vil denne gå helt over til å bli frie H+-ioner og Cl--ioner. Kloridionene vil ikke reagere med vann, men alle H+-ionene vil danne H30+-ioner.

 

Produktet av ionekonsentrasjonene for hydroksidioner og oksoniumioner kan vi skrive som [OH-][H3O+]=Kw. Dette betyr at konsentrasjonen av det ene ganger konsentrasjonen av det andre er konstant. For rent vann ved 25*C er dette lik 1,0E-14.

 

-------

 

Svarene dine er for korte, det er nok derfor han har trukket. Det er i og for seg riktig det du har skrevet, men på f.eks. spm. to hadde et bedre svar vært at konsentrasjonen av OH--ioner er større enn kons. for H3O+-ioner.

 

--------

 

Det er slik at syrer/baser gir fra seg ioner som SAMMEN MED VANN danner ionene som endrer surhetsgraden. Alene gjør de ikke det, og læreren har rett, men det er under forutsetning av at dere skal gå så dypt. Jeg ville ikke forventet det av en tiendeklasse.

[endrebjo]

Jeg kan ikke gi et fasitsvar, men hvis du gjengir det som står i boka uten at læreren har gitt klar beskjed om noe annet, skal du ikke få trekk for det. Stå på krava, og hør med andre lærere.

Vi har sagt til ham at det står klart og tydelig i boken, men han sier bare: "ja, men boken tar feil! Jeg har flere ganger sagt til dere... [bla-bla-bla]".

 

Svarene dine er for korte, det er nok derfor han har trukket.

Jeg vet det, men å trekke halve oppgavepoenget for kort svar når jeg har fått med det aller viktigste og svart i omtrent samme lengde som spørsmålet.

 

Dette skjer normalt ved at syren går i løsning i vannet. Ta feks saltsyre, HCl. I vann vil denne gå helt over til å bli frie H+-ioner og Cl--ioner. Kloridionene vil ikke reagere med vann, men alle H+-ionene vil danne H30+-ioner.

Blir ikke dette omtrent som å "gi fra seg" da? Endret 10. desember 2004 av endrebjorsvik89

[Zlatzman]

Det finnes tre hoveddefinisjoner på syrer og baser i dag, men de ligger vel litt over 10.klasse pensum.

 

Brønsted sin definisjon:

En syre kan gi fra seg H+ ioner og en base kan ta opp H+ ioner. (Hvis man fjerner et hydrogenion fra vann sitter man igjen med OH-)

 

Arrhenius sin definisjon:

En syre gir fra seg H+ ioner og en base gir fra seg OH- ioner, når stoffet løses i vann.

 

Det finnes en tredje definisjon, men den ligger utenfor ditt pensum. Så vidt jeg husker ligger den utenfor mitt pensum også (3KJ på videregående). Dette er Lewis sin definisjon.

 

Angående oppgaven din ser jeg ikke helt hvorfor poeng er trukket der du skal definere en syre.

 

Når det gjelder det andre spørsmålet, om hvorfor en løsning er basisk, og hva som gjør den basisk, ville jeg ha tatt med litt mer enn du har gjort.

 

En løsning er basisk fordi konsentrasjonen av OH- ioner er større en konsentrasjonen av H+ ioner. Dette får vi når en base løses i vann, da vil den enten avgi OH- ioner, eller den vil ta opp H+ ioner. Begge disse øker konsentrasjonen av OH- ioner, og/eller senker konsentrasjonen av H+ ioner.

 

Begynner å bli en stund siden 10. klasse, så jeg er usikker på hvor mye av det du skal skrive.

 

-Zlatzman

[bfisk]

Svarene dine er for korte, det er nok derfor han har trukket.

Jeg vet det, men å trekke halve oppgavepoenget for kort svar når jeg har fått med det aller viktigste og svart i omtrent samme lengde som spørsmålet.

Svaret bør jo så klart være lengre enn spørsmålet. Forsøk å tenk hvorfor spørsmålet blir stilt, og dikutér svaret frem og tilbake. Begrunn påstandene dine. HVORFOR er svaret ditt riktig? Er svaret ditt en forutsetning av noe annet? Du bør nok dykke litt mer ned, ja!

[Codename_Paragon]

Her er jeg ikke enig. Det er snakk om en definisjon, ikke en utledning. En definisjon står av egen kraft og er et utgangspunkt for videre arbeide.

 

Skal en diskutere (eller drøfte som det også heter når en skriver norsk stil), må det være å holde de tilgjengelige definisjonene opp mot hverandre (og det er en forskjell mellom Brønsted og Arrhenius) , men etter det jeg kan se, ligger det utenfor pensum her.

[bfisk]

Oppgaven spør:

Hva vil det si at en løsning er basisk? Hva er det som gjør den basisk?  Hva er det som gjør at en syre er en syre?

 

Dette er ikke definisjonsspørsmål. Eksempler på det kune vært "Er en løsning sur eller basisk når pH er 5?", "Hvordan definerer vi begrepet syre?" eller "Er det flest OH--ioner i en sur eller en basisk løsning?". Her finnes det konsise, konkrete svar. Oppgavene som var gitt ga ikke grunnlag for noen stil, men å skrive et par-tre-fem-ti setninger skulle da ikke være for mye forlangt.

[Doffar]

En syre er et stoff som kan avgi H^+-ioner. Når en syre løser seg i vann, får vi en sur-løsning.

En sur-løsning er en løsning som inneholder en større konsentrasjon av H(lite)3O^+-ioner enn OH^--ioner.

En base er et stoff som kan ta opp H^+-ioner. Når en base løses i vann, får vi en basisk løsning.

[endrebjo]

Jeg har innsett at svaret om base er for dårlig og at et bedre svar ville lydd omtrent slik:

Det som gjør at en løsning er basisk er at det er en større konsentrasjon av OH^--ioner enn H^+-ioner. Vi sier da at løsningen har en pH på over 7.

Det som gjør den basisk er at basen tar til seg H^+-ioner når den løses med vann og de resterende "bitene" av vannet (H2O) blir da liggende igjen som frigjorte OH^--ioner (H2O - H = H^+ + OH^-) som da gjør den basisk.

 

 

Men det med syren er jeg fremdeles uklar på. De fleste her har skrevet at en syre frigjør H^+-ioner, det blir jo det samme som å "gi fra seg" H^+-ioner (som det står i boken) og siden oppgaven kun lyder "Hva er det som gjør en syre til en syre", vil jo svaret mitt ("Det er det at syremolekylet "gir fra seg" H^+-ioner.... slik at pH'en blir under pH7.") bli ganske så riktig. Så er det riktig av læreren å trekke meg halv poengsummen?

 

Eller har jeg misforstått "fasiten" og slik at svaret skal bli: Syren frigjør H^+-ioner fra vannmolekylene den løses i...[bla-bla-bla]?

 

Hvis noen har noen (korrekte) illustrasjoner kunne vi kanskje fått skikkelig klarhet i dette.

[G2Petter]

Nå som jeg sitter her skjønner jeg at dette blir et salig rot, men hvis det er noe som er uklart, så skal jeg heller svare senere.

 

 

Sånn jeg ville sett det: (Vi bruker Brønsteds syredefinisjon)

 

En syre er et stoff som kan spalte av et H+-ion

En base er et stoff som kan ta opp et H+-ion.

 

En sur løsning er en løsning med overskudd av H3O+-ioner

En basisk løsning er en løsning med overskudd av OH--ioner

 

Jeg er ikke enig med boka som sier at det er "konsentrasjonen av H+-ioner som avgjør hvor sterk syren er," men konsentrasjonen av H3O+-ioner. (H20 + H+) Det som avgjør hvor sterk en syre/base er, er protolysegraden, nemlig hvor stor del av syre-/basemolekylene som protolyserer (spalter av/tar opp) H+-ioner.

 

Det finnes både en-og flerprotiske syrer, altså syrer som protolyserer i flere trinn. Allikevel er alltid protolysegraden for det første trinnet så mye større at det har lite å si for den totale konsentrasjonene av H3O+-/OH--ioner. Et lite eksempel for å forklare hva jeg mener:

H2SO4+H2O <---> HSO4- + H3O+     Vi blander svovelsyre med vann, og det innstiller seg en likevekt der vi har svovelsyre og vann på den ene siden og svoversyrling og H3O+-ionet på den andre siden.

Vi går ut i fra at det var mange flere vannmolekyler enn svovelsyremolekyler og setter da opp reaksjonlikningen for denne reaksjonen:

HSO4- + H2O <---> SO4(2-) + H3O+

Men det vi også legger merke til er at HSO4- kan både spalte av og ta opp et H+-ion. Stoffer som kan gjøre dette, (være både syre og base,) kalles amfolytter. Den vanligste amfolytten er vann. Sett opp reaksjonslikningen for vann + en syre og vann + en base, så skal du se.

Nå ser vi at svovelsyre har protolysert to ganger. Dette var bare en digresjon så sent på natta, men poenget var at det ikke er konsentrasjonen av H-atomer/H+-ioner som har noe å si, men i hvor stor grad syren protolyserer. I HCl vil eksempelvis tilnærmet 100% av molekylene protolysere, så konsentrasjonen av H3O+ (H+-ionet som ble spaltet av syren + H2O) vil være større enn i en løsning der vi blander like mange syremolekyler i like mye vann, men der protolysegraden er mye mindre, for eksempel eddiksyre. Jeg er ikke sikker på protolysegraden, men den er vesentlig mindre enn for HCl.

 

...og det som gjør en syre til en syre og en base til en base er at syren har overskudd av H^+-ioner i forhold til OH^--ioner, mens basen har overskudd av OH^--ioner i forhold til H^+-ioner...

Dette er da vitterlig feil? Han kommer med et forsøk på å definere sure og basiske løsninger, men man jobber alltid ( i hvert fall til og med 3KJ) med syrer og baser løst i vann. Altså vil man få de tidligere nevnte ionene. At han mener at H+-ionet kan være en definisjon på en syre er jo greit med tanke på at dette er ungd.skolen, men hvordan han magisk klarer å trylle frem OH--ioner er et mysterium når han ikke har med vann.

 

Digresjon:

pH er den negative logaritmen til konsentrasjonen i mol/L av H3O+-ioner i en løsning.

 

logaritme: Her jobber vi med briggske logaritmer. Den briggske logartimen til et tall er hvilket tall vi må opphøye 10 i for å få et ønsket tall. Eksempelvis er logaritmen til 100, log(100), 2. Som dere sikkert skjønner er dette en veldig lett måte å uttrykke svært store tall. Et annet eksempel vi kan gi er å si at logaritmen til 10^100 (som er et tall som er rundt regnet 10^20 ganger større enn alle partiklene (anslått) i universet. Logaritmen til dette tallet er 100. VELDIG lett å uttrykke.

 

mol Et tall som brukes til å uttrykke stoffmengde. Et mol er 6,022*10^23, et svært stort tall. Jeg husker ikke helt, men jeg tror vi regnet ut at et mol biler på 1,5 tonn ville veie omtrent 1/13 av Jorda.

 

Altså er konsentrasjon stoffmengde delt på volum. Hvis jeg f.eks. heller 0,1 mol molekyler med helt ren saltsyre (dette finnes ikke på grunn av at den reagerer med luft etc. men la oss for enkelthets skyld late som det nå) i et glass og etterfyller med vann (som ikke er spesielt lurt, da man alltid skal helle syre i vann for å unngå støtkoking) til vi har en liter i alt, har jeg et glass med saltsyre med konsentrasjonen 0,1 mol / liter.

 

pH til denne løsningen blir da -log(0,1) = 1

Dette er bare gjeldende for sterke syrer, da vi kan gå ut fra at alle molekylene protolyserer.

 

/digresjon

 

Konsentrasjonen til dette H^+-ionet som avgjør hvor sterk syren er...

Som sagt: NEI.

 

 

Håper dette klarer opp i noe. Det jeg frykter er at jeg har skrevet noe som er helt banalt feil, og det er helt sikkert noe jeg har glemt. I så fall kan en eller annen som kan noe om det få lov til å rette på meg.

[endrebjo]

Konsentrasjonen til dette H^+-ionet som avgjør hvor sterk syren er...

Som sagt: NEI.

Skal selvfølgelig stå: Konsentrasjonen til dette H^+-ionet som avgjør hvor etsende syren er...

Da blir det vel riktig?

(styrke har vel med hvor mange H^+-ioner syren spalter, en sterk syre spaltermange mens en svak syre spalter få.)

 

 

Når jeg ser på G2Petter som forklaring (*klapp klapp*) ser jeg ingenting fundamentalistisk galt med svaret mitt (for syre) som godtgjør et trekk på 1,5p.

Er det noen som er enig?

Endret 12. desember 2004 av endrebjorsvik89

[Armalite66]

Jeg mener ikke å være frekk eller noe, men hva med heller å lese om syrer og baser på ny, jobbe litt mer med det, og lære deg det, i stedet for å bruke tid og ressurser på å kverulere rundt svarene du har oppgitt på prøven din?

[G2Petter]

Normalt ville jeg vært enig, men når man ser hva læreren skriver, hvor han tar feil av hva syrer, baser og sure og basiske løsninger er, så ville jeg kverulert på det. Det hjelper ikke mye å lese i boka om det som står der er feil, eller om læreren sier at det er feil, selv om det evt. skulle være riktig.

[endrebjo]

Jeg mener ikke å være frekk eller noe, men hva med heller å lese om syrer og baser på ny, jobbe litt mer med det, og lære deg det, i stedet for å bruke tid og ressurser på å kverulere rundt svarene du har oppgitt på prøven din?

Jeg har allerede fått mange gode svar om syre og baser og på den måten opparbeidet meg skikkelig forståelse.

 

Hvis du leser litt lengre oppe har jeg også skrevet et utkast til en alternativ besvarelse om base og lurer på om dere synes den er god nok.

[t_man]

Det som avgjør om det er en sterk eller svak syre/base er hvor mange av syre/base-molekylene som protolyserer (gir fra seg eller tar opp en proton = hydrogenion).

 

Merk: Har du en sterk syre må du også ha en svak base.

 

Eks:

 

HCl (aq) + H2O(l) --> Cl-(aq) + H3O+(aq)

 

Saltsyre (HCl(aq) er en sterk syre. Det må bety at vann (H2O) er en svak base. Likevekten er da så mye forskjøvet over mot høyre at det nesten ikke finnes protoner basen kan ta opp igjen.

 

Eller sagt på en annen måte:

 

K (syrekonstant): HCl (aq) + H2O(l) <--> Cl-(aq) + H3O+(aq) (her er vann en base)

K (basekonstant): Cl- (aq) + H2O(l) <--> HCl(aq) + OH-(aq) (her er vann en syre)

 

(vann= amfolytt)

 

Ganger en sammen de to syrekonstantene i syre/base-paret over så får en (vann ses på som en konstant):

 

[Cl-(aq)] * [H3O+(aq)]/[HCl (aq)] * [HCl(aq)] *[OH-(aq)]/[Cl- (aq)]

 

Her kan Cl-ionene, og HCl-molekylene strykes. Da står vi igjen med:

 

[H3O+(aq)]*[OH- (aq)]

 

Og hva er det lik? Jo, vannet egenprotolyse, Kw.

 

Det vil altså si for en syre/base i vann, hvor konsentrasjonen av syre/basen er liten i forhold til vannet (kons. av vann = en konstant. [1l vann]=ca.55mol ) er:

 

Kw= [OH-]*[H3O+] altså.

 

1.0*10^-14 = [OH-]*[H3O+] som da er lik:

 

K(syrekonstant)*K(basekonstant) = Kw

 

[edit]Produktet[/edit] av konsentrasjonen av hydroksidionen og ammoniumioner må være 1.0*10^-14 i fortynnede vannløsninger.

 

Edit: så ut som om en stor "skrivefeil" snek seg inn.

Endret 20. desember 2004 av t_man

[bfisk]

Summen av konsentrasjonen av hydroksidionen og ammoniumioner må være 1.0*10^-14 i fortynnede vannløsninger.

Produktet, ikke summen.