Silné kyslé vlastnosti a príklady

silná kyselina "A" je akákoľvek zlúčenina schopná úplne a ireverzibilne uvoľňovať protóny alebo vodíkové ióny, H⁺. Keďže je tak reaktívny, veľký počet druhov je nútený tieto H akceptovať⁺; napríklad voda, ktorej zmiešanie sa stáva potenciálne nebezpečným s jednoduchým fyzickým kontaktom.

Kyselina daruje protón vode, ktorá funguje ako báza na vytvorenie hydróniového iónu, H₃O⁺. Koncentrácia hydróniového iónu v roztoku silnej kyseliny sa rovná koncentrácii kyseliny ([H₃O⁺] = [HAc]).

Na obrázku vyššie máme fľašu kyseliny chlorovodíkovej, HCl, s koncentráciou 12 M. Čím vyššia je koncentrácia kyseliny (slabá alebo silná), tým opatrnejšie musí byť pri jej manipulácii; preto fľaša zobrazuje piktogram ruky zranenej korozívnou vlastnosťou kvapky kyseliny padajúcej na ňu.

Silné kyseliny sú látky, s ktorými sa musí manipulovať s plným vedomím ich možných účinkov; s nimi starostlivo pracovať môžete využiť ich vlastnosti pre viacnásobné použitie, pričom je jedným z najbežnejších spôsobov syntézy alebo rozpúšťania vzoriek.

index

• 1 Vlastnosti silnej kyseliny
  • 1.1 Disociácia
  • 1,2 pH
  • 1,3 pKa
  • 1.4 Korózia
• 2 Faktory, ktoré ovplyvňujú vašu silu
  • 2.1 Elektronegativita jeho konjugovanej bázy
  • 2.2 Rádio konjugovanej bázy
  • 2.3 Počet atómov kyslíka
• 3 Príklady
• 4 Odkazy

Vlastnosti silnej kyseliny

štiepenie

Silná kyselina disociuje alebo ionizuje 100% vo vodnom roztoku, pričom prijíma pár elektrónov. Disociácia kyseliny môže byť schematizovaná nasledujúcou chemickou rovnicou:

HAc + H₂O => A^-       +       H₃O⁺

Kde HAc je silná kyselina a A^- jeho konjugovanú bázu.

Ionizácia silnej kyseliny je proces, ktorý je zvyčajne nevratný; Na druhej strane v slabých kyselinách je ionizácia reverzibilná. V rovnici je ukázané, že H₂Alebo je to ten, ktorý prijíma protón; Môžu to však aj alkoholy a iné rozpúšťadlá.

Táto tendencia akceptovať protóny sa líši od látky k látke, a preto nie je sila kyseliny HAc vo všetkých rozpúšťadlách rovnaká..

pH

Hodnota pH silnej kyseliny je veľmi nízka a pohybuje sa medzi 0 a 1 jednotkami pH. Napríklad 0,1 M roztok HCl má pH 1.

To možno preukázať použitím vzorca

pH = - log [H⁺]

Môžete vypočítať pH 0,1 M roztoku HCl a potom aplikovať

pH = -log (0,1)

Získa sa pH 1 pre 0,1 M roztok HCl.

pKa

Sila kyselín súvisí s ich pKa. Hydróniový ión (H₃O⁺), napríklad, má pKa -1,74. Silné kyseliny majú vo všeobecnosti pKa s viac negatívnymi hodnotami ako -1,74, a preto sú kyslejšie ako H₃O⁺.

PKa určitým spôsobom exprimuje tendenciu kyseliny disociovať. Čím nižšia je jeho hodnota, tým silnejšia a agresívnejšia bude kyselina. Z tohto dôvodu je vhodné vyjadriť relatívnu silu kyseliny hodnotou jej pKa.

korózie

Všeobecne sú silné kyseliny klasifikované ako korozívne. Existujú však výnimky pre tento predpoklad.

Kyselina fluorovodíková je napríklad slabá kyselina a napriek tomu je vysoko korozívna a je schopná rozkladať sklo. Preto sa s ním musí manipulovať v plastových fľašiach a pri nízkych teplotách.

Na druhej strane silná kyselina, ako napríklad karboránová superkyselina, ktorá napriek tomu, že je miliónkrát silnejšia ako kyselina sírová, nie je žieravá.

Faktory, ktoré ovplyvňujú vašu silu

Elektronegativita jeho konjugovanej bázy

Keď dôjde k posunu doprava v perióde periodickej tabuľky, zápornosť prvkov, ktoré tvoria konjugovanú bázu, sa zvyšuje.

Pozorovanie periódy 3 periodickej tabuľky ukazuje napríklad, že chlór je viac elektronegatívny ako síra a naopak síra je viac elektronegatívna ako fosfor..

To je v súlade so skutočnosťou, že kyselina chlorovodíková je silnejšia ako kyselina sírová, ktorá je silnejšia ako kyselina fosforečná.

Zvýšením elektronegativity konjugovanej bázy kyseliny sa zvyšuje stabilita bázy, a tým sa znižuje jej tendencia preskupovať sa s vodíkom na regeneráciu kyseliny..

Treba však zvážiť aj iné faktory, pretože toto nie je rozhodujúce.

Konjugovaný základný polomer

Sila kyseliny závisí tiež od polomeru jej konjugovanej bázy. Pozorovanie skupiny VIIA v periodickej tabuľke (halogény) ukazuje, že polomery atómov prvkov, ktoré tvoria skupinu, majú nasledujúci vzťah: I> Br> Cl> F.

Kyseliny, ktoré sa tvoria, tiež zachovávajú rovnaké klesajúce poradie sily kyselín:

HI> HBr> HCl> HF

Na záver, zvýšenie atómového polomeru prvkov tej istej skupiny periodickej tabuľky sa zvyšuje v rovnakom smere sily kyseliny, ktorá sa tvorí.

Toto je vysvetlené v oslabení H-Ac väzby zlým prekrytím nerovnakých atómových orbitálov vo veľkosti.

Počet atómov kyslíka

Sila kyseliny v sérii oxacidov závisí od počtu atómov kyslíka v konjugovanej báze.

Molekuly, ktoré majú najvyšší počet atómov kyslíka, predstavujú druh s vyššou silou kyseliny. Napríklad kyselina dusičná (HNO)₃) je silnejšia kyselina ako kyselina dusitá (HNO)₂).

Na druhej strane kyselina chloristá (HClO₄) je silnejšia kyselina ako kyselina chlórová (HClO₃). A nakoniec, kyselina chlórna (HClO) je najnižšou pevnou kyselinou v sérii.

Príklady

Silné kyseliny môžu byť uvedené v klesajúcom poradí sily kyseliny pod: HI> HBr> HClO₄ > HCI> H₂SW₄ CH3C3H2S04 (kyselina toluénsulfónová)> HNO₃.

Všetky z nich, ako aj ostatné, ktoré boli doteraz uvedené, sú príkladmi silných kyselín.

HI je silnejší ako HBr, pretože väzba H-I je ľahšia, pretože je slabšia. HBr prevyšuje kyslosť HClO₄ pretože napriek veľkej stabilite aniónu CIO₄^- premiestnením záporného náboja zostáva väzba H-Br slabšia ako O-väzba₃Clo-H.

Prítomnosť štyroch atómov kyslíka sa však vracia na HClO₄ viac kyseliny než HCl, ktorá nemá žiadny kyslík.

Ďalej je HC1 silnejšia ako H₂SW₄ pretože atóm Cl je viac elektronegatívny ako atóm síry; a H₂SW₄ naopak prevyšuje kyslosť na CH3C3H2SO3H, ktorý má jeden menej kyslíkového atómu a väzba, ktorá drží vodík spolu, je tiež menej polárna.

Nakoniec, HNO₃ je najslabší zo všetkých, ktorý má atóm dusíka, druhé obdobie periodickej tabuľky.

referencie

1. Univerzita Shmoop. (2018). Vlastnosti, ktoré určujú silu kyseliny. Zdroj: shmoop.com
2. Wiki Knihy. (2018). Všeobecná chémia / vlastnosti a teórie kyselín a báz. Zdroj: en.wikibooks.org
3. Acids Info (2018). Kyselina chlorovodíková: vlastnosti a aplikácie tohto roztoku. Zdroj: acidos.info
4. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (22. júna 2018). Definícia silných kyselín a príklady. Zdroj: thinkco.com
5. Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Chémia. (8. vydanie). CENGAGE Učenie.