Oxacidné vlastnosti, spôsob ich tvorby, názvoslovie a príklady

 oxokyselín alebo oxokyselina je ternárna kyselina zložená z vodíka, kyslíka a nekovového prvku, ktorý tvorí takzvaný centrálny atóm. V závislosti od počtu atómov kyslíka, a teda od oxidačných stavov nekovového prvku, sa môže vytvoriť niekoľko oxacidov.

Tieto látky sú čisto anorganické; Uhlík však môže tvoriť jednu z najznámejších oxacidov: kyselinu uhličitú, H₂CO₃. Pretože jeho chemický vzorec sa sám preukazuje, má tri atómy O, jeden z C a dva z H.

Dva H atómy H₂CO₃ uvoľňujú sa do média ako H⁺, čo vysvetľuje jeho kyslé vlastnosti. Ak sa zahrieva vodný roztok kyseliny uhličitej, uvoľní sa plyn.

Tento plyn je oxid uhličitý, CO₂, anorganickú molekulu, ktorá vzniká pri spaľovaní uhľovodíkov a bunkovej respirácii. Ak sa CO vrátili₂ do nádoby na vodu, H₂CO₃ by sa vytvoril znova; preto sa oxokyselina tvorí, keď určitá látka reaguje s vodou.

Táto reakcia sa nepozoruje len pri CO₂, ale pre iné anorganické kovalentné molekuly nazývané oxidy kyselín.

Oxacidy predstavujú obrovské množstvo použití, ktoré sa ťažko opisujú všeobecne. Jeho aplikácia bude závisieť enormne na centrálnom atóme a počte kyslíkov.

Môžu byť použité zo zlúčenín na syntézu materiálov, hnojív a výbušnín, dokonca aj na analytické účely alebo výrobu nealkoholických nápojov; ako s kyselinou uhličitou a kyselinou fosforečnou, H₃PO₄, súčasťou zloženia týchto nápojov.

index

• 1 Charakteristika a vlastnosti oxacidu
  • 1.1 Hydroxy skupiny
  • 1.2 Centrálny atóm
  • 1.3 Kyslá sila
• 2 Ako sa tvoria oxacidy?
  • 2.1 Výcvikové príklady
  • 2.2 Oxidy kovov
• 3 Nomenklatúra
  • 3.1 Výpočet valencie
  • 3.2 Uveďte kyselinu
• 4 Príklady
  • 4.1 Oxkyseliny halogénovej skupiny
  • 4.2 Oxacidy skupiny VIA
  • 4.3 Oxkyseliny bóru
  • 4.4 Oxkyseliny uhlíka
  • 4.5 Kyseliny chrómové
  • 4.6 Oxidy kremíka
• 5 Referencie

Charakteristika a vlastnosti oxacidu

Hydroxy skupiny

Horný obrázok ukazuje všeobecný vzorec H.E.O pre oxacidy. Ako je vidieť, má vodík (H), kyslík (O) a centrálny atóm (E); pre prípad kyseliny uhličitej je uhlík, C.

Vodík v oxacidoch je zvyčajne viazaný na atóm kyslíka a nie na centrálny atóm. Kyselina fosforečná, H₃PO₃, predstavuje konkrétny prípad, keď je jeden z vodíkov viazaný na atóm fosforu; jeho štruktúrny vzorec je preto najlepšie reprezentovaný ako (OH)₂OPH.

Kým pre kyselinu dusitú, HNO₂, má kostru H-O-N = O, takže má hydroxylovú skupinu (OH), ktorá disociuje na uvoľňovanie vodíka.

Takže jednou z hlavných charakteristík oxacidu nie je len to, že má kyslík, ale aj to, že je ako skupina OH.

Na druhej strane, niektoré oxacidy majú to, čo sa nazýva oxo skupina, E = O. V prípade kyseliny fosforitej má oxo skupinu, P = O. Chýbajú H atómy, takže "nie sú zodpovedné" za kyslosť.

Centrálny atóm

Centrálny atóm (E) môže alebo nemusí byť elektronegatívny prvok v závislosti od jeho umiestnenia v bloku p periodickej tabuľky. Na druhej strane kyslík, ktorý je o niečo viac elektronegatívny ako dusík, priťahuje elektróny z OH väzby; čím sa umožní uvoľnenie H iónu⁺.

E je preto spojené s OH skupinami. Keď sa uvoľní H ión⁺ dochádza k ionizácii kyseliny; to znamená, že nadobúda elektrický náboj, ktorý je v tomto prípade záporný. Oxacid môže uvoľňovať toľko H iónov⁺ ako OH skupiny majú vo svojej štruktúre; a čím viac existuje, tým väčší je záporný náboj.

Síra pre kyselinu sírovú

Kyselina sírová, polyprotická, má molekulárny vzorec H₂SW₄. Tento vzorec možno tiež zapísať takto: (OH)₂SW₂, zdôrazniť, že kyselina sírová má dve hydroxylové skupiny viazané na síru, jej centrálny atóm.

Reakcie jeho ionizácie sú:

H₂SW₄ => H⁺    +     HSO₄^-

Potom sa uvoľní druhý H⁺ zvyšnej OH skupiny, pomalšie do bodu, kde je možné stanoviť rovnováhu:

HSO₄^-    <=>   H⁺    +     SW₄^2-

Druhá disociácia je ťažšia ako prvá, pretože kladný náboj musí byť oddelený (H⁺) dvojitého záporného poplatku (SO₄^2-).

Sila kyseliny

Sila takmer všetkých oxacidov, ktoré majú rovnaký centrálny atóm (nie kov), sa zvyšuje so zvyšovaním oxidačného stavu centrálneho prvku; čo je priamo spojené s nárastom počtu atómov kyslíka.

Ukazujú sa napríklad tri série oxacidov, ktorých sily kyslosti sú usporiadané od najnižšej po najvyššiu:

H₂SW₃ < H₂SW₄

HNO₂ < HNO₃

HClO < HClO₂ < HClO₃ < HClO₄

Vo väčšine oxacidov, ktoré majú rôzne prvky s rovnakým oxidačným stavom, ale patriacich do rovnakej skupiny periodickej tabuľky, sa sila kyseliny zvyšuje priamo s elektronegativitou centrálneho atómu:

H₂SEO₃ < H₂SW₃

H₃PO₄ < HNO₃

HBrO₄ < HClO₄

Ako sa tvoria oxacidy?

Ako bolo uvedené na začiatku, oxacidy vznikajú, keď určité látky, nazývané oxidy kyselín, reagujú s vodou. To bude vysvetlené s použitím rovnakého príkladu kyseliny uhličitej.

CO₂   +    H₂O     <=>    H₂CO₃

Kyslý oxid + voda => oxacid

Čo sa stane, je, že molekula H₂Alebo sa kovalentne viaže s CO₂. Ak sa voda odstráni teplom, rovnováha sa posunie na regeneráciu CO₂; to znamená, že horúci šumivý nápoj stratí svoj šumivý pocit skôr ako studený.

Na druhej strane oxidy kyselín vznikajú, keď nekovový prvok reaguje s vodou; presnejšie, keď reaktívny prvok tvorí oxid s kovalentným charakterom, ktorého rozpúšťanie vo vode vytvára ióny H⁺.

Už bolo povedané, že ióny H⁺ sú produktom ionizácie výslednej oxacidu.

Príklady školení

Oxid chloričitý, Cl₂O₅, Reaguje s vodou za vzniku kyseliny chlórovej:

cl₂O₅  +    H₂O => HCI₃

Oxid siričitý, SO₃, Reaguje s vodou za vzniku kyseliny sírovej:

SW₃   +    H₂O => H₂SW₄

A periodický oxid, ja₂O₇, Reaguje s vodou za vzniku kyseliny jodistej: \ t

ja₂O₇   +    H₂O => HIO₄

Okrem týchto klasických mechanizmov na tvorbu oxacidov existujú aj iné reakcie s rovnakým účelom.

Napríklad chlorid fosforitý, PCl₃, reaguje s vodou za vzniku kyseliny fosforitej, kyseliny oxacidovej a kyseliny chlorovodíkovej, kyseliny halogenovodíkovej.

PCI₃    +    3H₂O => H₃PO₃ +      HCl

A chlorid fosforečný, PCl₅, reaguje s vodou za vzniku kyseliny fosforečnej a kyseliny chlorovodíkovej.

PCI₅   +    4H₂O => H₃PO₄    +    HCl

Kovové oxacidy

Niektoré prechodné kovy tvoria oxidy kyselín, to znamená, že sa rozpúšťajú vo vode za vzniku oxacidov.

Oxid manganičitý (VII) (bezvodý manganistan) Mn₂O₇ a oxid chrómový (VI) sú najbežnejšími príkladmi.

Mn₂O₇   +    H₂O => HMnO₄ (kyselina manganistá)

CrO₃      +   H₂O => H₂CrO₄ (kyselina chrómová)

názvoslovie

Výpočet valencie

Na správne pomenovanie oxacidu sa musí začať určením valencie alebo oxidačného čísla centrálneho atómu E. Počnúc všeobecným vzorcom HEO sa berie do úvahy:

-O má valenciu -2

-Valencia H je +1

S týmto vedomím je oxidický HEO neutrálny, takže súčet nábojov valencií musí byť rovný nule. Máme teda nasledujúci algebraický súčet:

-2 + 1 + E = 0

E = 1

Preto valencia E je +1.

Potom sa musíme uchýliť k možným mocenstvám, ktoré môžu mať E. Ak medzi jeho valenciami sú hodnoty +1, +3 a +4, E potom „pracuje“ s nižšou valenciou.

Názov kyseliny

Ak chcete pomenovať HEO, začnite tým, že ho zavoláte kyselinou, nasledovanou menom E s príponami -ico, ak pracujete s najvyššou valenciou, u -oso, ak pracujete s najnižšou valenciou. Ak sú tri alebo viac, prefixy hypo- a per- sa používajú na označenie najmenšej a najväčšej valencie..

HEO by sa nazval:

kyselina čkanie(názov E)medveď

Pretože +1 je najmenší zo svojich troch valencií. A ak to bolo HEO₂, potom by E mala valenciu +3 a bola by nazvaná:

Kyselina (názov E)medveď

A rovnakým spôsobom pre HEO₃, s E pracujúcou s valenciou +5:

Kyselina (názov E)ico

Príklady

Nižšie je rad oxacidov s ich príslušnými názvami.

Oxkyseliny halogénovej skupiny

Halogény zasahujú do tvorby oxacidov s valenciami +1, +3, +5 a +7. Chlór, bróm a jód môžu tvoriť 4 typy oxacidov, ktoré zodpovedajú týmto valenciám. Jedinou oxokyselinou, ktorá bola pripravená z fluóru, je však kyselina fluorovodíková (HOF), ktorá je nestabilná.

Keď oxacid kyseliny používa valenciu +1, označuje sa nasledovne: kyselina chlórna (HClO); kyselina bromidová (HBrO); kyselina hypoiodóza (HIO); Kyselina fluorovodíková (HOF).

S valenciou +3 sa nepoužíva predpona a používa sa iba medvedí prípona. Máte chlórové kyseliny (HClO₂), bromoso (HBrO)₂) a Yodoso (HIO)₂).

S valenciou +5 sa nepoužíva predpona a používa sa len prípona ico. Máte kyseliny chlórové (HClO₃), brómico (HBrO)₃) a jódu (HIO)₃).

Pri práci s valenciou +7 sa používa predpona a prípona ico. Máte kyselinu chloristú (HClO₄), perbromické (HBrO)₄) a periodické (HIO)₄).

Oxacidy zo skupiny VIA

Nekovové prvky tejto skupiny majú ako svoje najčastejšie valencie -2, +2, +4 a +6, ktoré tvoria tri oxacidy v najznámejších reakciách..

S valenciou +2 sa používa predpona hipo a prípona medveďa. Máš kyselinu hyposulfurovú (H₂SW₂), hyposelenentný (H₂SEO₂) a hypoteluroso (H₂TEO₂).

S valenciou +4 sa nepoužíva predpona a používa sa prípona medveďa. Máte kyselinu sírovú (H₂SW₃), selenious (H₂SEO₃) a teluroso (H)₂TEO₃).

A keď pracujú s valenciou + 6, prefix sa nepoužíva a používa sa ico prípona. Majú kyselinu sírovú (H₂SW₄), selenický (H₂SEO₄) a telurické (H₂TEO₄).

Oxkyseliny bóru

Borón má valenciu +3. Máte metabolické kyseliny (HBO)₂), piroboric (H₄B₂O₅) a ortobór (H₃BO₃). Rozdiel je v počte vody, ktorá reaguje s oxidom boritým.

Oxkyseliny uhlíka

Uhlík má valencie +2 a +4. Príklady: s valenciou +2, kyselinou uhlíkovou (H₂CO₂) a s valenciou +4, kyselinou uhličitou (H₂CO₃).

Oxacid kyseliny chrómovej

Chróm má valencie +2, +4 a +6. Príklady: s valenciou 2, kyselinou chrómovou (H₂CrO₂); s valenciou 4, kyselinou chrómovou (H₂CrO₃); a s valenciou 6, kyselinou chrómovou (H₂CrO₄).

Oxkyseliny kremíka

Silikón má valencie -4, +2 a +4. Má kyselinu metakremičitú (H₂SiO₃) a kyseliny pyrosilikovej (H₄SiO₄). Všimnite si, že v oboch Si má valenciu +4, ale rozdiel spočíva v počte molekúl vody, ktoré reagovali s oxidom kyseliny.

referencie

1. Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Chémia. (8. vydanie). CENGAGE Učenie.
2. Editor. (6. marca 2012). Formulácia a názvoslovie oxacidov. Zdroj: si-educa.net
3. Wikipedia. (2018). Kyslíkatých. Zdroj: en.wikipedia.org
4. Steven S. Zumdahl. (2019). Kyslíkatých. Encyclopædia Britannica. Zdroj: britannica.com
5. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (31. január 2018). Bežné oxokyselinové zlúčeniny. Zdroj: thinkco.com