Syre er et stoff som gjør vann surt. Et eksempel på en syre er kullsyre, som finnes i brus og andre leskedrikker og som gjør at drikken får en skarpere og friskere smak. En annen kjent syre er eddiksyre, som finnes i kjemiske løsninger som kan kjøpes i dagligvarebutikken og som brukes i matlaging. Ikke alle stoffer som omtales som syrer i dagligtale er syrer i kjemisk forstand.
engelsk: acid
Syrer gjør vann surt ved at syremolekylet spaltes og gir fra seg protoner som i stedet binder seg til vannmolekyl.
Syrer løser mange metaller i vann på en slik måte at det dannes hydrogengass. Syrer kan nøytralisere baser, og det dannes da salter. Kjemiske løsninger av syrer kan lede elektrisk strøm.
Syrer er i varierende grad etsende på grunn av sine kjemiske egenskaper. De må derfor behandles med forsiktighet. Flussyre er en spesielt farlig syre, og det er vanlig å kreve spesiell opplæring ved håndtering av flussyre i laboratoriet.
Syrer har en rekke fysiske og kjemiske egenskaper som gjør dem viktige i kjemisk industri, i matvareproduksjon, i biologi og i farmasi.
Maursyre er mye brukt for å forhindre gjæring av høy i landbruket, for eksempel i siloer og i rundballer. Maursyren gjør at høyet holder seg friskt og egnet som dyrefor gjennom vinteren (se ensilering).
Syrer benyttes i utstrakt grad industrielt, for eksempel til produksjon av eksplosiver (salpetersyre), metallurgiske prosesser (svovelsyre), petroleumsindustrien (svovelsyre), framstilling av kunstgjødsel (salpetersyre, fosforsyre og svovelsyre), produksjon av pigment (svovelsyre), produksjon av solceller og andre elektroniske komponenter (flussyre) og produksjon av plastmaterialer (nylon – heksandisyre).
Svovelsyre, salpetersyre, og fosforsyre hører til blant verdens mest industrielt produserte stoffer. Syrer har også en viktig rolle som bleke- og desinfeksjonsmidler (underklorsyrling).
Syrer gjør vann surt ved at syremolekylet spaltes og gir fra seg ett (eller flere) protoner, \(\ce{H+}\), som bindes til et (eller flere) vannmolekyl (\(\ce{H2O}\)) i stedet. Etter at et vannmolekyl har mottatt et proton blir det til et oksoniumion, (\(\ce{H3O+}\)). Når en syre blandes ut i vann vil derfor konsentrasjonen av oksoniumioner i vannet øke til høyere verdier enn den som forekommer naturlig i vann.
Vann med høyere konsentrasjon av oksoniumioner enn den naturlige er per definisjon surt. Konsentrasjonen oksoniumion angis gjerne ved løsningens pH-verdi. Nøytrale væsker har ph-verdi 7, mens syrer har lavere ph-verdier enn 7.
Smakssansene våre er følsomme for oksoniumionekonsentrasjonen, og dette er årsaken til at mat og drikke med en høy konsentrasjon av oksoniumioner smaker surere en mat og drikke med lav oksoniumionekonsentrasjon.
Syrer kan deles inn etter hvor sterk eller svak syren er, etter sin kjemiske struktur og etter hvor mange protoner syren kan overføre til vann per syremolekyl.
Med en sterk syre menes vanligvis en syre som er fullstendig spaltet og som har overført alle de tilgjengelige protonene til vann. Sterke syrer er sterkt etsende og håndtering må skje med verneutstyr. Sterke syrer brukes derfor gjerne i fortynnet form.
Med en svak syre menes en syre som bare delvis er spaltet og der en andel av syremolekylene har beholdt sine protoner uten å overføre dem til vannet. For svake syrer vil det likevel være store variasjoner i hvor stor denne andelen er.
Selv om mange syrer bare er i stand til å overføre ett proton til for eksempel vann, finnes det også syrer som kan overføre flere protoner.
Syrer klassifiseres også som enten uorganiske eller organiske. Av organiske syrer er karboksylsyrer, som maursyre og eddiksyre, de vanligste. Aminosyrer, som er viktige for oppbygging av proteiner, er molekyler som har en karboksylsyregruppe. Sulfonsyre er et eksempel på en organisk syre med en annen kjemisk struktur enn karboksylsyrene.
Uorganiske syrer som saltsyre og hydrogenbromidsyre inneholder hydrogen direkte bundet til et ikke-metall, henholdsvis klor og brom for saltsyre og hydrogenbromidsyre. Mange syrer inneholder imidlertid tre grunnstoff: hydrogen og to ikke-metaller. Dersom et av ikke-metallene er oksygen, kalles syren for en oksosyre.
Noen forbindelser gir sur løsning i vann selv om de ikke inneholder hydrogen. Bortrifluorid (\(\ce{BF3}\)) og aluminium-salter som aluminiumtriklorid (\(\ce{AlCl3}\)) er eksempler på slike forbindelser. For å innlemme også disse i syrebegrepet, opereres det også med en utvidet definisjon, såkalte lewissyrer. Denne definisjonen omfatter både forbindelser som bortrifluorid og aluminiumtriklorid og syrer som virker ved direkte proton-overføring, som for eksempel maursyre.
Syrer kan også dissosiere i andre løsemidler enn vann. Løsemiddelet tar da i mot protoner på samme måten som vannet gjør. For eksempel kan løsemiddelet dietyleter (kjemisk formel \(\ce{(C2H5)2O}\)) ta imot protoner fra en syre og danne \(\ce{(C2H5)2OH+}\) akkurat som vann (\(\ce{H2O}\)) tar i mot protoner og danner \(\ce{H3O+}\).
Siden dissosiasjonsgraden ikke bare avhenger av hvor lett syren gir fra seg protonet men også av hvor sterkt løsemiddelet tiltrekker seg det, vil noen syrer som er sterke i vann være svake i løsemidler som er svakere baser enn vann. For eksempel er perklorsyre en sterk syre både i vann og dietyleter, mens saltsyre er en sterk syre i vann og en svak syre i dietyleter. Vannet har altså så en sterk tiltrekningskraft på protonet at det visker ut forskjellen i syrestyrke mellom perklorsyre og saltsyre. Vannet sies da å ha en utjevnende eller nivellerende effekt.
Tradisjonelt har man tenkt seg at noe som smaker surt inneholder én eller flere syrer. Derfor er enkelte stoffer som omtales som syrer i dagligtalen ikke syrer i kjemisk forstand.
En molekylært orientert teori for hva syrer består av har utviklet seg gradvis. Antoine Lavoisier (1743–1794) tenkte seg at oksygen er et felles grunnstoff for alle syrer. («Oksygen» betyr «syre-danner» på gresk.) Humphrey Davy (1778–1829) viste imidlertid i 1810 at hvis ett grunnstoff er felles for alle syrer er det hydrogen. Svante Arrhenius (1859–1927) utviklet en teori for syrer basert på en ren spalting av syrer til et proton og det gjenværende anionet.
Ifølge teorier fremsatt uavhengig av Jonhannes Nicolaus Brønsted (1879–1947) og Thomas Lowry (1874–1936) i 1923 krever imidlertid spaltingen av en syre en base (for eksempel vann) som kan ta imot protonet når syren spaltes. Samme år framsatte Gilbert N. Lewis (1875–1946) sin syre-baseteori, som definerer en syre som en forbindelse som kan ta imot elektronpar. Denne teorien generaliserer syrebegrepet, og gjør det mulig å definere syre-basereaksjoner også i faste stoff og i gassfase.
I 1927 fremsatte Conant og Hall begrepet supersyre basert på observasjoner av reaksjoner mellom løsninger av svovelsyre og perklorsyre i iseddik og svært svake baser. Supersyrer ble utforsket videre i 1960-årene av George Olah (1927–2017).
I dag brukes flere teorier om hverandre, og det er for eksempel fullt mulig å gjøre kvantitative beregninger basert på Brønsted og Lowrys definisjoner.
James E. Brady (2000). Generell Kjemi. John Wiley & Sons/Tapir Akademisk Forlag, Trondheim.
George A. Olah, G. K. Surya Prakash, og Jean Sommer (1985). Superacids. John Wiley & Sons, New York.
Kommentarer
Kommentarer til artikkelen blir synlig for alle. Ikke skriv inn sensitive opplysninger, for eksempel helseopplysninger. Fagansvarlig eller redaktør svarer når de kan. Det kan ta tid før du får svar.
Du må være logget inn for å kommentere.