Snažna kiselinska svojstva i primjeri



jaka kiselina je svaki spoj koji može potpuno i nepovratno osloboditi protone ili vodikove ione, H+. Budući da je toliko reaktivan, veliki broj vrsta prisiljen je prihvatiti ove H+; na primjer, voda, čije miješanje postaje potencijalno opasno s jednostavnim fizičkim kontaktom.

Kiselina daje vodi proton, koji funkcionira kao baza za formiranje hidronijskog iona, H3O+. Koncentracija hidronijevog iona u otopini jake kiseline jednaka je koncentraciji kiseline ([H3O+] = [HAc]).

Na slici iznad imamo bocu klorovodične kiseline, HCl, koncentracije od 12M. Što je veća koncentracija kiseline (slaba ili jaka), to mora biti više oprezna pri rukovanju; zato boca pokazuje piktogram ruke koju boli korozivno svojstvo kapi kiseline koja pada na nju.

Jake kiseline su tvari kojima se mora manipulirati uz punu svijest o njihovim mogućim učincima; Ako radite s njima pažljivo, možete iskoristiti njihova svojstva za višestruku uporabu, budući da su jedan od najčešćih sredstava za sintezu ili otapanje uzoraka.

indeks

  • 1 Svojstva jake kiseline
    • 1.1 Disocijacija
    • 1,2 pH
    • 1,3 pKa
    • 1.4 Korozija
  • 2 Čimbenici koji utječu na vašu snagu
    • 2.1 Elektronegativnost njegove konjugirane baze
    • 2.2 Radio konjugirane baze
    • 2.3. Broj atoma kisika
  • 3 Primjeri
  • 4 Reference

Svojstva jake kiseline

odvajanje

Jaka kiselina disocira ili ionizira 100% u vodenoj otopini, prihvaćajući par elektrona. Disocijacija kiseline može se shematizirati sljedećom kemijskom jednadžbom:

HAc + H2O => A-       +       H3O+

Gdje je HAc jaka kiselina, i A- njegova konjugirana baza.

Ionizacija jake kiseline je proces koji je obično nepovratan; U slabim kiselinama, s druge strane, ionizacija je reverzibilna. U jednadžbi je prikazano da je H2Ili ona koja prihvaća proton; Međutim, alkoholi i druga otapala također mogu to učiniti.

Ova tendencija prihvaćanja protona varira od tvari do tvari, i stoga, jačina kiseline HAc nije ista u svim otapalima.

pH

PH jake kiseline je vrlo nizak, između 0 i 1 pH jedinica. Na primjer, 0,1 M otopina HCl ima pH od 1.

To se može dokazati pomoću formule

pH = - log [H+]

Možete izračunati pH 0,1 M otopine HCl, a zatim primijeniti

pH = -log (0,1)

Dobivanje pH 1 za 0,1 M otopinu HCl.

pKa

Snaga kiselina je povezana s njihovom pKa. Hidronijev ion (H3O+), na primjer, ima pKa od -1.74. Općenito, jake kiseline imaju pKa s više negativnih vrijednosti od -1.74, te su stoga više kisele od H3O+.

PKa eksprimira na određeni način tendenciju disocijacije kiseline. Što je njegova vrijednost manja, to će jača i agresivnija kiselina biti. Iz tog razloga, prikladno je izraziti relativnu snagu kiseline prema vrijednosti njegove pKa.

korozija

Općenito, jake kiseline su klasificirane kao nagrizajuće. Međutim, za tu pretpostavku postoje iznimke.

Na primjer, fluorovodična kiselina je slaba kiselina, a ipak je jako korozivna i sposobna za probavljanje stakla. Zbog toga se mora rukovati u plastičnim bocama i na niskim temperaturama.

S druge strane, jaka kiselina, kao što je karboranska super kiselina, koja unatoč tome što je milijun puta jača od sumporne kiseline, nije nagrizajuća.

Čimbenici koji utječu na vašu snagu

Elektronegativnost njegove konjugirane baze

Kako se pomak u desno događa u razdoblju periodne tablice, negativnost elemenata koji čine konjugiranu bazu se povećava.

Promatranje razdoblja 3 periodnog sustava pokazuje, na primjer, da je klor elektronegativniji od sumpora i, pak, sumpor je elektronegativniji od fosfora.

To je u skladu s činjenicom da je klorovodična kiselina jača od sumporne kiseline, a potonja je jača od fosforne kiseline..

Povećanjem elektronegativnosti konjugirane baze kiseline povećava se stabilnost baze, a time se smanjuje njezina sklonost pregrupiranju s vodikom za regeneraciju kiseline..

Međutim, moraju se uzeti u obzir i drugi čimbenici, budući da to samo po sebi nije presudno.

Konjugirani radijus baze

Jačina kiseline također ovisi o radijusu njegove konjugirane baze. Promatranje VIIA skupine u periodnom sustavu (halogeni) pokazuje da atomski radijusi elemenata koji čine grupu imaju sljedeću vezu: I> Br> Cl> F.

Također, kiseline koje formiraju zadržavaju isti redoslijed opadanja čvrstoće kiselina:

HI> HBr> HCl> HF

U zaključku, povećavajući atomski polumjer elemenata iste skupine periodnog sustava, povećava se u istom smjeru jačina kiseline koja se formira.

To se objašnjava slabljenjem H-Ac veze slabim preklapanjem nejednakih atomskih orbitala u veličini.

Broj atoma kisika

Snaga kiseline u nizu oksacida ovisi o broju atoma kisika u konjugiranoj bazi.

Molekule koje imaju najveći broj atoma kisika čine vrstu s većom kiselinskom snagom. Na primjer, dušična kiselina (HNO)3) je jača kiselina nego dušična kiselina (HNO)2).

S druge strane, perklorna kiselina (HClO4) je jača kiselina od klorne kiseline (HClO3). I na kraju, hipoklorična kiselina (HClO) je najniža kiselina u seriji.

Primjeri

Snažne kiseline mogu se prikazati u silaznom redu smanjenja kiselinske jačine: HI> HBr> HClO4 HCl> H2SW4 > CH2ChH2S02H (toluensulfonska kiselina)> HNO3.

Svi oni, kao i drugi koji su do sada spomenuti, primjeri su jakih kiselina.

HI je jači od HBr jer se H-I veza lakše lomi jer je slabija. HBr u kiselini prelazi HClO4 jer, unatoč velikoj stabilnosti ClO aniona4- premještanjem negativnog naboja, H-Br veza ostaje slabija od O-veze3Cio-H.

Međutim, prisutnost četiri atoma kisika vraća se u HClO4 više kiseline nego HCl, koja nema kisika.

Zatim je HCl jači od H2SW4 jer je Cl atom elektronegativniji od atoma sumpora; i H2SW4 zauzvrat prelazi u kiselosti do CH2C2H2SOH, koji ima jedan manji atom kisika i veza koja drži vodik zajedno je također manje polarna.

Konačno, HNO3 je najslabija od svih zbog toga što ima atom dušika, drugo razdoblje periodne tablice.

reference

  1. Sveučilište Shmoop. (2018.). Svojstva koja određuju jačinu kiseline. Preuzeto s: shmoop.com
  2. Wiki knjige. (2018.). Opća kemija / svojstva i teorije kiselina i baza. Preuzeto s: en.wikibooks.org
  3. Podaci o kiselinama (2018). Klorovodična kiselina: svojstva i primjena ove otopine. Preuzeto s: acidos.info
  4. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (22. lipnja 2018.) Definicija jakih kiselina i primjeri. Preuzeto s thoughtco.com
  5. Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Kemija. (8. izdanje). CENGAGE Učenje.