Indikační pH papír

Jako kyseliny jsou označovány všechny látky, jejichž molekuly se ve vodě rozkládají a uvolňují vodíkové kationty. Některé kyseliny jsou tak slabé, že jsou poživatelné. Jiné jsou tak silné, že poleptají kov. Za kyselinu je tradičně považována látka, jejíž vodný roztok má hodnotu pH nižší než 7. Látky s vyšším pH než 7 jsou považovány za zásady.

Definice kyselin

Existuje několik teorií definujících pojmy kyselina a zásada. Nejčastěji se používají tři: Arrheniova, teorie Brönsteda a Lowryho a nejobecnější Lewisova.

Arrheniova teorie

Tato teorie byla formulována roku 1887 Arrheniem. Ten vycházel z předpokladu, že kyseliny a zásady jsou schopné v roztoku disociovat (tzn. jedná se o elektrolyty). Jako kyseliny byly definovány látky, které jsou schopné odštěpit proton podle rovnice:

HA ↔ H⁺ + A⁻

Velkou nevýhodou této teorie bylo, že nebrala v úvahu funkci rozpouštědla.

Teorie Brønsted–Lowryho

Tuto teorii formulovali v roce 1923 Brønsted a Lowry. Rozšířili Arrheniovu teorii o následnou solvataci uvolněných protonů molekulami rozpouštědla:

H⁺ + H₂O ↔ H₃O⁺

Teorie se tedy týkala pouze protických rozpouštědel. Jako kyseliny byly definovány látky, které jsou schopné být donory protonu (jeví pozorovatelnou snahu odštěpit proton). Zásady jsou naopak akceptory protonu. Např. v následující dvojici reakcí vystupuje voda jednou jako kyselina a podruhé jako zásada:

RNH₂ + H₂O ↔ RNH₃⁺ + OH⁻

HCN + H₂O ↔ CN⁻ + H₃O⁺

Solvoteorie kyselin a zásad

Tuto teorii formulovali v roce 1954 Guttmann a Lindqvist jako rozšíření Brönstedovy teorie pro aprotická rozpouštědla. Základním požadavkem této teorie je autoionizace rozpouštědla.

Kyseliny jsou potom látky, které při interakci s rozpouštědlem zvyšují koncentraci kationtů produkovaných autoionizací rozpouštědla. Např. roztok hydrogensíranu v kapalném amoniaku se chová jako kyselina:

2 NH₃ ↔ NH₄⁺ + NH₂⁻ (autoionizace)

HSO₄⁻ + NH₃ ↔ NH₄⁺ + SO₄²⁻

Lewisova teorie

Tato teorie je nejobecnější, lze ji aplikovat i na sloučeniny, které neobsahují kyselý proton. Jako kyselinu definuje každou částici, která je akceptorem elektronových párů. Mezi tyto částice patří: kationty, molekuly s násobnými vazbami na centrálním atomu, molekuly s volnými d-orbitaly na centrálním atomu nebo elektronově deficitní molekuly. Tyto částice jsou schopny přijmout volný elektronový pár jiné částice (báze), tím se vytvoří tzv. donor-akceptorní vazba. Jako kyseliny lze tedy chápat všechny elektrofilní částice, např. fluorid boritý, chlorid železitý nebo síranový anion.

Tato teorie se využívá především při objasňování reakčního mechanismu.

Dělení kyselin

Existují dva základní způsoby, podle kterých můžeme dělit jednotlivé kyseliny.

• Podle chemického složení
  • Kyslíkaté a bezkyslíkaté kyseliny – podle přítomnosti atomu kyslíku v aniontu
  • Organické a anorganické kyseliny
• Podle pH – v závislosti na disociační konstantě se kyseliny dělí na slabé, středně silné a silné.

Karboxylové kyseliny

Skupinu karboxylových kyselin tvoří velké množství kyselin, v nichž je vždy obsažen uhlík, vodík, kyslík, někdy dusík, síra či halogeny. Všechny tyto kyseliny spadají do organické chemie, jsou charakteristické svojí karboxylovou skupinou COOH. Pokud obsahují aminovou skupinu NH₂, jedná se o tzv. aminokyseliny.

Výskyt a použití kyselin

Kyselina mravenčí[

Při kousnutí mravenec vylučuje do rány pálící tekutinu obsahující kyselinu mravenčí, nejjednodušší organickou kyselinu. Jedná se o bezbarvou kapalinu s charakteristickým mírně dráždivým zápachem. Tato kyselina má široké uplatnění např. v textilním a papírenském průmyslu, ve výrobě léků, plastů nebo insekticidů či konzervačních látek. Kyselina mravenčí je obsažena také v kopřivách a v jedu včel.

Nakládaná zelenina

Jednou z metod použití kyselin v potravinářství je nakládání určitých produktů do slabého kyselého nálevu. Zelenina, např. cibule, paprika, okurky se nakládá do nálevu obsahujícího ocet, tedy kyselinu octovou. Kyselina hubí bakterie a chrání tak potraviny před zkažením.

Žaludeční kyseliny

Aby mohlo být jídlo stráveno, vylučuje žaludek trávící enzymy a také kyselinu chlorovodíkovou. V koncentrované podobě tato kyselina propálí díru do kovového plátu. V žaludku je zředěná, ale přesto natolik silná, že například popálí koberec. Proto jsou vnitřní stěny žaludku pokryty ochranou vrstvou zabraňující jejich poškození.

Kyselina citronova

Slabá kyselina nacházející se v citrusových plodech. Je přírodní konzervační látkou a používá se jako dochucovací prostředek jídel a nealkoholických nápojů. Kyselina citronová se nachází v různých druzích ovoce a zeleniny, největší výskyt (největší koncentrace) je v citronech a limetkách, kde může dosáhnout obsahu až 8 % hmotnosti sušiny.

Kyselina sírová

Kyselina sírová (dříve vitriol) je jednou z nejznámějších a také nejdůležitějších průmyslově vyráběných kyselin. Používá se zejména při výrobě průmyslových hnojiv, chemikálií, plastů, léčiv, barviv, dále v papírenském a textilním průmyslu a mnoha dalších odvětvích.

Kyselost či zásaditost půdy ovlivňuje např. barvu květU

Kyselost nebo zásaditost půdy ovlivňuje například barvu květů hortenzie. V zásadité půdě mají květy růžovou barvu. Při přesazení do kyselé půdy, pokvete modře. V pH neutrální půdě budou květy bílé.