Asid

Asid
Enghraifft o'r canlynol	dosbarth o endidau cemegol gyda chymwysiadau neu swyddogaethau tebyg
Math	cyfansoddyn cemegol
Y gwrthwyneb	Bas
Yn cynnwys	acidic proton
	Ffeiliau perthnasol ar Gomin Wicimedia

Mae asid yn aml yn cael ei gynrychioli gyda'r fformiwla HA [H⁺A⁻], ac fel arfer yn cael ei ddiffinio fel cyfansoddyn cemegol sydd, o'i hydoddi mewn dŵr yn rhoi hylif gydag actifedd ionau hydrogen uwch na dŵr pur h.y. gyda pH o lai na 7.0. Mae'r ïon hydrogen, mewn gwirionedd, yn cael ei roi i gyfansoddion arall (a elwir yn gyfansoddyn bas). Johannes Nicolaus Brønsted a Martin Lowry a ffurfiodd y diffiniad o asid fel sylwedd sy'n 'cyfrannu' protonau (H⁺). Dyma'r diffiniad sy'n cael ei dderbyn fynychaf drwy'r byd ond mae llawer iawn o ddiffiniadau eraill ar gael

Mae asid asetig mewn finegr a'r asid swlffwrig mewn batri ceir yn enghreifftiau o asid. O'r gair Lladin acidus sef 'sur' y daw'r gair asid. Yr hen air Cymraeg am 'acid drops' ydy 'losin sur', er enghraifft. Gall asid fod yn hylif, nwy neu'n solid.

Nodweddion asid

Fel arfer gellir nabod asidau gan eu bod yn dangos rhai o'r nodweddion canlynol;

Mae asid, fel arfer, yn blasu'n sur (nid chwerw nac unrhyw flas arall).
Mae asid cryf yn rhoi teimlad o bigo yn y ceg.
Mae'n troi lliw dangosydd pH yn goch (litmws).
Adweithia gyda metalau gan gynhyrchu halen metal a hydrogen.
Adweithia gyda metal carbonad i greu dŵr, CO₂ a halen.
Adweithia gyda bas i gynhyrchu halen a dŵr.
Adweithia gyda metal ocsid i gynhyrchu halen a dŵr.
Mae'n dargludo trydan.

Damcaniaethau asidau

Mae yna 3 prif ddamcaniaeth asidau;

Damcaniaeth Arrhenius a gynigiwyd gan y cemegydd Svante Arrhenius yn 1884.
Damcaniaeth Brønsted-Lowry a gynigiwyd gan Johannes Nicolaus Brønsted a Martin Lowry yn 1923.
Damcaniaeth Lewis a gynigiwyd gan Glibert N. Lewis yn 1923.

Damcaniaeth Arrhenius

Prif: Damcaniaeth Arrhenius

Arrhenius oedd y cyntaf i ddarganfod mai hydrogen sy'n gyfrifol am nodweddion cyfansoddion asidig. Diffiniodd asid fel cyfansoddyn sy'n cynyddu crynodiad hydroniwm (H₃O⁺) mewn hydoddiant dyfrllyd. Seiliwyd y diffiniad hwn ar ddaduniad dŵr i hydroniwm ac hydrocsid;

2H₂O ⇌ H₃O⁺ + OH^-

Mewn dŵr pur, mae rhan fwyaf y moleciwlau yn bodoli fel H₂O, ond ar unrhyw adeg mae nifer bach o foleciwlau wedi'u daduno i hydroniwm ac hydrocsid. Mae dŵr pur yn niwtral gan fod crynodiad hydroniwm yn hafal i grynodiad hydrocsid. Asid Arrhenius yw sylwedd sy'n cynyddu crynodiad hydroniwm mewn hydoddiant dyfrllyd drwy gyfrannu ionau hydrogen i'r dŵr.

Damcaniaeth Brønsted-Lowry

Prif: Damcaniaeth Brønsted-Lowry

Cyffredinoliwyd damcaniaeth Arrhenius gan Brønsted a Lowry a ddiffiniodd asid fel sylwedd sy'n cyfrannu protonau i fas. Os caiff asid ei hydoddi mewn dŵr, y dŵr sy'n ymddwyn fel y bas gan ei fod yn amffoterig. Er enghraifft wrth hydoddi asid fformig mewn dŵr, sefydlir yr ecwilibriwm canlynol;

HCO₂H + H₂O ⇌ HCO₂^- + H₃O⁺

Mantais y diffiniad hwn yw ei fod ef ddim yn gyfyngedig i hydoddiant dyfrllyd. Gall asid Brønsted-Lowry adweithio gydag unrhyw fas, nid dim ond gyda dŵr. Er enghraifft gall asid hydroclorig adweithio gydag amonia;

HCl + NH₃ → NH₄Cl

Fodd bynnag, mae'r rhan fwyaf o asidau Brønsted-Lowry yn asidau Arrhenius hefyd.

Damcaniaeth Lewis

Prif: Damcaniaeth Lewis

Cyffredinoliodd Lewis ddamcaniaeth Arrhenius drwy ddiffinio asid fel sylwedd sy'n derbyn pâr o electronau. Er enghraifft yn yr adwaith canlynol, mae alwminiwm triclorid yn ymddwyn fel asid gan dderbyn pâr o electronau wrth y clorin;

AlCl₃ + Cl₂ → AlCl₄^- + Cl⁺

Mae'r diffiniad hwn felly'n cynnwys electroffiliau fel asidau. O ganlyniad, nid yw'r rhan fwyaf o asidau Lewis yn dangos y nodweddion a gysylltir gydag asidau cyffredin.

Cryfder asidau

Yn ôl damcaniaeth Brønsted-Lowry, asid yw sylwedd sy'n cyfrannu protonau i fas. Felly yn ôl y ddamcaniaeth hon, mae unrhyw asid yn sefydlu'r ecwilibriwm canlynol mewn hyddodiant dyffrllyd;

HA + H₂O ⇌ A^- + H₃O⁺

ble A = asid.

Asidau cryf

Mae asidau cryf fel asid nitrig, asid hydroclorig ac asid swlffwrig yn daduno'n llwyr mewn hydoddiant:

HNO₃ → H⁺ + NO₃^-

HCl → H⁺ + Cl^-

H₂SO₄ → H⁺ + HSO₄^-

O ganlyniad, mewn hydoddiant asid cryf mae molaredd H⁺ yn hafal i folaredd HA ac felly rhoddir y pH gan;

${\mbox{pH}}=-\log _{10}{\left(\left[{\mbox{HA}}\right]\right)}$

ble [HA] = crynodiad yr asid mewn mol dm^-3.

Asidau gwan

Ar y llaw arall, dim ond ychydig bach y mae asidau gwan yn daduno mewn hydoddiant dyfrllyd. Gellir mesur cryfder asid gwan gan gysonyn daduniad yr asid, K_a, a roddir gan;

$K_{a}={\frac {[{\mbox{H}}^{+}][{\mbox{A}}^{-}]}{[{\mbox{HA}}]}}$

ble [HA] yw crynodiad yr asid mewn mol dm^-3.

Po fwyaf yw'r K_a, y cryfaf yw'r asid. Fel arfer mae cysonion daduno asidau gwan fel asid asetig yn llai na 0.100 mol dm⁻³ gan fod safle'r ecwilibriwm yn bell i'r chwith;

CH₃CO₂H ⇌ CH₃CO₂^- + H⁺ (K_a ~ 1.80 x 10^-5 mol dm^-3).

Gan nad yw asidau gwan yn daduno'n llwyr mewn hydoddiant, nid yw [HA] yn hafal i [H⁺]. Felly mae angen defnyddio cysonyn y daduniad wrth gyfrifo pH yr hydoddiant. Gallwn dybio bod [H⁺] yn hafal i [A^-], felly gallwn ail-ysgrifennu'r cysonyn fel a ganlyn;

$K_{a}={\frac {[{\mbox{H}}^{+}]^{2}}{[{\mbox{HA}}]}}$

ac ar ôl ail-drefnu;

$[{\mbox{H}}^{+}]={\sqrt {K_{a}\left[{\mbox{HA}}\right]}}$

Gan fod pH = -log₁₀[H⁺], rhoddir pH asid gwan gan;

${\mbox{pH}}=-{\frac {1}{2}}\log _{10}{\left(K_{a}\left[{\mbox{HA}}\right]\right)}$

Defnyddio asid

Mae toreth o ddefnyddiau gwahanol i asid gan gynnwys tynnu rhwd i ffwrdd o fetal, neu mewn batri gwlyb e.e. defnyddir asid swlffwrig mewn batri car.

Fe ddefnyddir asidau cryf wrth gynhyrchu mwynau megis gwrtaith ffosffad drwy roi asid swlffwrig ar fwynau ffosffad; enghraifft arall yw cynhyrchu sinc drwy roi sinc ocsid mewn asid swlffwrig ac yna puro'r hylif.

Yn y diwydiant cemeg fe ddefnyddir asidau (mewn adweithiau) i greu halenau. Er enghraifft, mae asid nitrig yn adweithio gydag amonia i gynhyrchu nitrad a ddefnyddir gan y ffermwr fel gwrtaith. Dro arall, cymysgir asid carbocsylig gydag alcohol i greu ester.

Mae asidau'n gatalyddion da, hefyd. Er enghraifft, defnyddir llawer iawn o asid swlffwrig i greu gasolin. Mae'r asidau cryf megis asidau swlffwrig, ffosfforig a hydroclorig yn arbennig o dda am dynnu dŵr (neu 'dadhydradad' i ddefnyddio gair a fathwyd yn ddiweddar; 'dehydration' yn Saesneg).

Ychwanegir asidau hefyd mewn diodydd ysgafn gan eu bont yn newid y blas yn aruthrol ac yn hirhau oes y diodydd; defnyddir asid ffosfforig mewn poteliad o cola, a'i debyg.

Rhestr asidau cyffredin

Asidau mwynol

Dyma asidau a gynhyrchir o gyfansoddion anorganaidd. Nid ydynt yn cynnwys atomau carbon ac mae pob asid mwynol yn rhyddhau ïonau hydrogen mewn hydoddiant dyfrllyd.

asid hydroclorig (HCl) ac asid hydrobromig (HBr)
asid swlffwrig (H₂SO₄)
asid nitrig (HNO₃)
asid ffosfforig (H₃PO₄)
asid cromig (H₂CrO₄)
asid borig (H₃B O₃, neu weithiau: B(OH)₃

Asidau swlffwrig

asid methaneswlffonig (neu asid mesylig acid) (MeSO₃H)
asid ethaneswlffonig (neu asid esylig) (EtSO₃H)
asid benseneswlffonig (neu besylig acid) (PhSO₃H)
asid tolweneswlffonig (neu asid tosylig neu (C₆H₄(CH₃) (SO₃H))

Asid carbocsylig

Cyfansoddion organig yw asidau organig, gyda phriodweddau asidig. Y mathau symlaf o'r asidau hyn yw'r asidau alcanoig (R-COOH) gyda R yn hydrogen neu yn grwp alkyl. Gall y cyfansoddyn gynnwys dau neu ragor o grwpiau asid carbolig ym mhob moleciwl.

Asidau organig eraill

asid ascorbig: C₆H₈O₆
asid Meldrwm: C₆H₈O₄ (a wnaed yn gyntaf yn 1908 gan Andrew Norman Meldrum)
ffenol: C₆C₅OH

Dolenni allanol

(Saesneg) Science Aid: Acids and Bases Archifwyd 2016-12-27 yn y Peiriant Wayback Gwybodaeth i'r sector uwchradd ynglŷn ag asid
(Saesneg) Curtipot: Diagramau ayb
(Saesneg) Asid ar gyfer myfyrwyr ifanc Archifwyd 2007-02-08 yn y Peiriant Wayback
(Saesneg) [1] Halogi'r Aer o'n cwmpas; ysgrif gan y Cenhedloedd unedig.