Karakteristične kiseline i primjeri

kiselina oni su spojevi s visokim tendencijama darovanja protona ili prihvaćanja para elektrona. Postoje mnoge definicije (Bronsted, Arrhenius, Lewis) koje karakteriziraju svojstva kiselina, a svaka od njih je dopunjena kako bi se izgradila globalna slika ove vrste spojeva..

Iz prethodne perspektive, sve poznate tvari mogu biti kisele, međutim, samo one koje se izdvajaju iznad drugih smatraju se kao takve. Drugim riječima: ako je tvar ekstremno slab donor protona, u usporedbi s vodom, na primjer, može se reći da nije kiselina.

Ako je tako, koje su to kiseline i njihovi prirodni izvori? Tipičan primjer njih može se naći u mnogim plodovima: poput agruma. Limunade imaju svoj karakterističan okus zahvaljujući limunskoj kiselini i drugim komponentama.

Jezik može otkriti prisutnost kiselina, baš kao što to čini s drugim okusima. Ovisno o stupnju kiselosti navedenih spojeva, okus postaje nepodnošljiviji. Na taj način jezik funkcionira kao organoleptičko mjerenje koncentracije kiselina, posebice koncentracije iona hidronija (H₃O⁺).

S druge strane, kiseline se ne nalaze samo u hrani, nego iu živim organizmima. Isto tako, tla predstavljaju tvari koje ih mogu karakterizirati kao kiseline; to je slučaj s aluminijem i drugim metalnim kationima.

indeks

• 1 Karakteristike kiselina
  • 1.1 Oni imaju loše hidrogene u gustoći elektrona
  • 1.2 Čvrstoća ili konstanta kiselosti
  • 1.3 Ima vrlo stabilne konjugirane baze
  • 1.4 Mogu imati pozitivne troškove
  • 1.5 Vaše otopine imaju pH vrijednosti manje od 7
• Primjeri kiselina
  • 2.1 Vodikovi halogenidi
  • 2.2 Okso kiseline
  • 2.3. Super kiseline
  • 2.4. Organske kiseline
• 3 Reference

Karakteristike kiselina

Koje karakteristike spoj mora, prema postojećim definicijama, smatrati kiselinom?

Mora biti u stanju generirati ione iona⁺ i OH^- kada se otopi u vodi (Arrhenius), mora donirati protone drugim vrstama vrlo lako (Bronsted) ili konačno, mora biti sposoban prihvatiti par elektrona, negativno nabijenih (Lewis).

Međutim, te su karakteristike usko povezane s kemijskom strukturom. Naučiti analizirati to može doći do zaključka njegove snage kiselosti ili nekoliko spojeva koji su od dvaju najkiseljih.

Oni imaju loše hidrogene u elektronskoj gustoći

Za molekulu metana, CH₄, niti jedan od njegovih vodika ne predstavlja elektronički nedostatak. Razlog tome je što je razlika u elektronegativnosti između ugljika i vodika vrlo mala. Ali, ako bi jedan od H-atoma bio zamijenjen s jednim od fluora, tada bi došlo do znatne promjene u dipolnom trenutku: H₂FC-H.

H on doživljava pomicanje svog elektronskog oblaka prema susjednom atomu povezanom s F, koji je jednak, δ + se povećava. Opet, ako je drugi H zamijenjen drugim F, tada bi molekula ostala kao: HF₂C-H.

Sada je δ + još veći, budući da su to dva atoma F, visoko elektronegativna, koja oduzimaju elektronsku gustoću od C, a posljednje, dakle, na H. Ako se proces zamjene nastavi, konačno će se dobiti: F₃C-H.

U ovoj posljednjoj molekuli H ona predstavlja, kao posljedicu tri atoma susjednog F, značajan elektronski nedostatak. Ovo δ + ne prolazi nezapaženo za bilo koju vrstu dovoljno bogatu elektronima da ovo skine H i na taj način, F₃CH se negativno tereti:

F₃C-H + : N^- (negativne vrste) => F₃C:^- + HN

Gornja kemijska jednadžba također se može razmatrati na ovaj način: F₃CH daje proton (H⁺, H jednom odvojen od molekule) a: N; ili, F₃CH dobiva par elektrona H da se donira drugom paru od: N^-.

Čvrstoća ili konstanta kiselosti

Koliko F₃C:^- je prisutan u rastvaranju? Ili, koliko F molekula₃CH može dati vodik vodiku N? Za odgovor na ova pitanja potrebno je odrediti koncentraciju F₃C:^- ili od HN i, pomoću matematičke jednadžbe, za utvrđivanje numeričke vrijednosti nazvane konstanta kiselosti, Ka.

Dok više F molekula₃C:^- ili se pojavljuje HN, više kiselina će biti F₃CH i veći vaš Ka. Na taj način Ka pomaže da se kvantitativno razjasni koji su spojevi kiseliji od drugih; i, isto tako, odbacuje kao kiseline one čiji je Ka iznimno malog poretka.

Neki Ka mogu imati vrijednosti koje su oko 10^-1 i 10^-5, i drugi, milijunti manje vrijednosti poput 10^-15 i 10^-35. Može se reći da su ovi posljednji, koji imaju navedene kisele konstante, izuzetno slabe kiseline i mogu se odbaciti kao takve..

Dakle, koja od sljedećih molekula ima najveći Ka: CH₄, CH₃F, CH₂F₂ ili CHF₃? Odgovor leži u nedostatku elektronske gustoće, δ +, u vodicima istih.

mjerenja

Ali koji su kriteriji za standardiziranje Ka mjerenja? Njegova vrijednost može varirati ovisno o vrsti H⁺. Na primjer, ako je: N jaka baza, Ka će biti velika; ali ako je, naprotiv, vrlo slaba baza, Ka će biti mala.

Mjerenja se provode koristeći najčešću i najslabiju bazu (i kiseline): vodu. Ovisno o stupnju donacije H⁺ H molekulama₂Ili, na 25 ° C i pod tlakom od jedne atmosfere, standardni uvjeti su određeni za određivanje kiselinskih konstanti za sve spojeve.

Iz toga proizlazi repertoar tablica konstanti kiselosti za mnoge spojeve, i anorganske i organske.

Ima vrlo stabilne konjugirane baze

Kiseline imaju u svojim kemijskim strukturama vrlo elektronegativne atome ili jedinice (aromatske prstenove) koje privlače elektronske gustoće okolnih vodika, uzrokujući da postanu djelomično pozitivne i reaktivne prije baze.

Jednom kada se protoni doniraju, kiselina se transformira u konjugiranu bazu; to jest, negativna vrsta sposobna prihvatiti H⁺ ili donirajte par elektrona. U primjeru molekule CF.₃H njegova konjugirana baza je CF₃^-:

CF₃^- + HN <=> CHF₃ + : N^-

Ako je CF₃^- to je vrlo stabilna konjugirana baza, ravnoteža će biti premještena više lijevo nego desno. Također, što je kiselina stabilnija, to će kiselina biti reaktivnija i kisela.

Kako znati koliko su stabilni? Sve ovisi o tome kako se nosite s novim negativnim nabojem. Ako se mogu učinkovito premjestiti ili proširiti rastuću elektronsku gustoću, ona neće biti dostupna za upotrebu pri formiranju veze s bazom H.

Mogu imati pozitivne troškove

Nemaju sve kiseline vodikovi s elektroničkim nedostatkom, ali mogu imati i druge atome koji mogu prihvatiti elektrone, sa ili bez pozitivnog naboja.

Kako je ovo? Na primjer, u bor trifluoridu, BF₃, atomu B nedostaje oktet valencije, tako da može tvoriti vezu s bilo kojim atomom koji daje par elektrona. Ako je anion F^- U njegovoj blizini dolazi do sljedeće kemijske reakcije:

BF₃ + F^- => BF₄^-

S druge strane, slobodni metalni kationi, kao što je Al³⁺, Zn²⁺, na⁺, itd., smatraju se kiselinama, jer iz njihovog okoliša mogu prihvatiti dativne (koordinacijske) veze elektrona bogatih vrsta. Isto tako, oni reagiraju s OH ionima^- taložiti se kao metalni hidroksidi:

Zn²⁺(ac) + 2OH^-(ac) => Zn (OH)₂(S)

Sve su to poznate kao Lewisove kiseline, dok su one koje doniraju protone Bronstedove kiseline.

Vaše otopine imaju pH vrijednosti manje od 7

Konkretnije, kiselina koja se otopi u bilo kojem otapalu (koja ne neutralizira značajno), stvara otopine s pH manjim od 3, iako se ispod 7 smatraju vrlo slabim kiselinama..

To se može potvrditi uporabom indikatora kiselinske baze, kao što je fenolftalein, univerzalni indikator ili sok od ljubičastog kupusa. Spojevi koji pretvaraju boje u one koji su indicirani za niski pH tretiraju se kiselinama. Ovo je jedan od najjednostavnijih testova za utvrđivanje prisutnosti istih.

Isto se može učiniti, na primjer, za različite uzorke tla iz različitih dijelova svijeta, te tako odrediti njihove pH vrijednosti kako bi ih, zajedno s drugim varijablama, karakterizirale..

I konačno, sve kiseline imaju kiseli okus, sve dok nisu toliko koncentrirane da nepovratno spaljuju tkivo jezika.

Primjeri kiselina

Vodik halogenidi

Svi vodikovi halogenidi su kiseli spojevi, osobito kada se otope u vodi:

-HF (fluorovodična kiselina).

-HCl (klorovodična kiselina).

-HBr (bromovodična kiselina).

-HI (jodna kiselina).

oxoacids

Okso kiseline su protonirani oblici oksoaniona:

HNO₃ (dušična kiselina).

H₂SW₄ (sumporna kiselina).

H₃PO₄ (fosforna kiselina).

HCIO₄ (perklorna kiselina).

Super kiseline

Super kiseline su mješavina Bronstedove kiseline i jake Lewisove kiseline. Kada se jednom pomiješaju, tvore složene strukture gdje, prema nekim istraživanjima, H⁺ "Skoči" u njima.

Njegova korozivna snaga je takva da su milijarde puta jači od H₂SW₄ koncentriran. Oni se koriste za razbijanje velikih molekula prisutnih u sirovom, u manjim, razgranatim molekulama, i uz veliku dodatnu ekonomsku vrijednost.

-BF₃/ HF

-SBF₅/ HF

-SBF₅/ HSO₃F

-CF₃SW₃H

Organske kiseline

Organske kiseline imaju jednu ili više karboksilnih skupina (COOH), a među njima su:

-Limunska kiselina (prisutna u mnogim plodovima)

-Jabučna kiselina (od zelenih jabuka)

-Octena kiselina (iz komercijalnog octa)

-Maslačna kiselina (iz užeglog maslaca)

-Vinska kiselina (od vina)

-I obitelj masnih kiselina.

reference

1. Torrens H. Tvrde i meke kiseline i baze. [PDF]. Preuzeto iz: depa.fquim.unam.mx
2. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (3. svibnja 2018.) Imena 10 uobičajenih kiselina. Preuzeto s: thoughtco.com
3. Chempages Netorials. Kiseline i baze: molekularna struktura i ponašanje. Preuzeto iz: chem.wisc.edu
4. Deziel, Chris. (27. travnja 2018.) Opće značajke kiselina i baza. Sciencing. Preuzeto s: sciencing.com
5. Centar za superračunala u Pittsburghu (PSC). (25. listopada 2000.). Preuzeto s: psc.edu.