7 svojstava najvažnijih kiselina



Neki od svojstva kiselina još važnije su njezina fizikalna svojstva, njezina snaga i sposobnost neutraliziranja baza, među ostalima.

Kiseline su kemijske tvari sa sposobnošću da doniraju vodik (H3O+), ili kako se obično naziva proton (H+), u vodenom mediju, ili sposobni formirati veze s hidroksidnim ionima, ili bilo koju tvar koja može prihvatiti par elektrona. 

Oni često imaju opću formulu H-A gdje je H proton, a "A" je generički izraz povezan s dijelom koji nije protonska kiselina.

Prvobitno, naši koncepti kiselosti potječu od starih Grka koji su definirali tvari "gorkog okusa" kao oxein, koja je mutirala u latinskoj riječi za ocat, acetum, koji je kasnije postao "kiselinski". 

Ove tvari nisu samo imale gorak okus, već su također imale mogućnost mijenjanja boje lakmusovog papira.

Teoretsko strukturiranje kiselina započelo je kada je francuski kemičar Antoine Laurent Lavoisier (1743-1796) skrenuo pozornost na klasifikaciju kiselina i baza. Njegova je ideja bila da sve kiseline sadrže više ili manje određenu "esenciju" koja je odgovorna za njihovu kiselost i nisu samo drugačije.

Nažalost, Lavoisier je pogrešno mislio da je supstanca oxein-genskom bio je, kako ga je on nazvao, atom kisika. Početkom 19. stoljeća engleski kemičar Humphry Davy (1778-1829) pokazao je da kisik ne može biti odgovoran za kiselost, jer postoje brojne kiseline koje ne sadrže kisik (LESNEY, 2003)..

Desetljećima kasnije Justus von Liebig (1803.-1873.) Predložio je ideju o kiselosti koja je povezana s prisutnošću vodika. Jasnoća je donesena na teren kada je 1890-ih Svante August Arrhenius (1859-1927) definirao kiseline kao "tvari koje isporučuju katione vodika u otopinu" (Encyclopædia Britannica, 1998).

Glavne karakteristike kiselina

1 - Fizička svojstva

Kiseline imaju okus, vrijedan zalihosti, kiselina i njihov miris često gori nosnice.

To su tekućine s ljepljivom ili uljnom teksturom i imaju sposobnost promjene boje lakmusovog papira i narančaste od metil do crvene (Svojstva kiselina i baza, S.F.).

2 - Sposobnost generiranja protona

Godine 1923. danski kemičar Johannes Nicolaus Brønsted i engleski kemičar Thomas Martin Lowry uveli su teoriju o Brønstestu i Lowryju kojom potvrđuju da je svaki spoj koji može prenijeti proton u bilo koji drugi spoj kiselina (Encyclopædia Britannica, 1998). Na primjer u slučaju klorovodične kiseline:

HCl → H+ + cl-

Teorija Brønsteda i Lowryja nije objasnila kiselo ponašanje određenih tvari. Američki kemičar Gilbert N. Lewis 1923. godine uvodi svoju teoriju u kojoj se kiselina smatra bilo kojim spojem koji u kemijskoj reakciji može spojiti par elektrona koji se ne dijele u drugoj molekuli (Encyclopædia Britannica, 1998)..

Na taj način ioni kao što je Cu2+, Vjera2+ i vjere3+ oni imaju sposobnost spajanja parova slobodnih elektrona, na primjer iz vode, da proizvode protone na sljedeći način:

 Cu2+ + 2H2O → Cu (OH)2 + 2H+

3 - Snaga kiseline

Kiseline su klasificirane kao jake kiseline i slabe kiseline. Čvrstoća kiseline povezana je s njezinom konstantom ravnoteže, pa su za slučaj kiselina navedene konstante nazvane konstantama kiselosti..

Prema tome, jake kiseline imaju veliku konstantu kiselosti tako da su sklon disociaciji u potpunosti. Primjeri ovih kiselina su sumporna kiselina, klorovodična kiselina i dušična kiselina, čije su kisele konstante toliko velike da se ne mogu mjeriti u vodi.

S druge strane, slaba kiselina je ona čija je konstanta disocijacije niska, tako da je u kemijskoj ravnoteži. Primjeri ovih kiselina su octena kiselina i mliječna kiselina i dušična kiselina čije su kisele konstante reda 10%.-4. Slika 1 prikazuje različite konstante kiselosti za različite kiseline.

4 - pH manji od 7

PH ljestvica mjeri razinu alkaliteta ili kiselosti otopine. Skala varira od nule do 14. pH je manji od 7 kiseli. PH veći od 7 je bazičan. Srednja točka 7 predstavlja neutralni pH. Neutralna otopina nije ni kisela ni alkalna.

PH skala je dobivena prema koncentraciji H+ u otopini i obrnuto proporcionalna s njom. Kiseline, povećavajući koncentraciju protona, smanjuju pH otopine.

5- Sposobnost neutralizacije baza

Arrhenius, u svojoj teoriji, predlaže da kiseline, sposobne generirati protone, reagiraju s hidroksilima baza kako bi formirale sol i vodu na sljedeći način:

HCl + NaOH → NaCl + H2O.

Ova reakcija naziva se neutralizacija i osnova je analitičke tehnike zvane titracija (Bruce Mahan, 1990)..

6. Smanjivanje kapaciteta oksida

S obzirom na njegovu sposobnost da proizvede nabijene vrste, kiseline se koriste kao sredstvo za prijenos elektrona u redoks reakcijama.

Kiseline također imaju tendenciju smanjivanja jer imaju sposobnost prihvatiti slobodne elektrone. Kiseline sadrže ione iona+. Oni imaju tendenciju da uzimaju elektrone i tvore vodikov plin.

2H+ +2e- → H2

Metali nemaju čvrstu kontrolu nad svojim elektronima. Napuštaju ih bez mnogo napora i formiraju metalne ione.

Vjera → Vjera2++2e-

Dakle, kada stavite željezni nokat u kiselinu, H ioni + grabe elektrone iz željeza. Željezo se pretvara u topive ione Fe2 +, i čvrsti metal polako nestaje. Reakcija je:

Fe + 2H+ → Vjera2++ H2

To je poznato kao korozija kiseline. Kiseline ne samo da korodiraju metale otapanjem, već reagiraju s organskim spojevima kao što su one koje čine staničnu membranu.

Ova reakcija je obično egzotermna, što uzrokuje ozbiljne opekline pri kontaktu s kožom, pa se s ovom vrstom tvari mora postupati oprezno. Slika 3 je sigurnosni kod kada je tvar nagrizajuća.

7. Kiselinska kataliza

Ubrzanje kemijske reakcije dodavanjem kiseline poznato je kao kisela kataliza. Navedena kiselina se ne konzumira u reakciji.

Katalitička reakcija može biti specifična za kiselinu kao u slučaju razgradnje saharoznog šećera u glukozu i fruktozu u sumpornu kiselinu ili može biti opća za bilo koju kiselinu..

Mehanizam reakcija kataliziranih kiselinom i bazom objašnjen je u smislu koncepta Brønsted-Lowry kiselina i baza kao one u kojoj postoji početni prijenos protona iz kiselog katalizatora u reagens (Encyclopædia Britannica, 1998)..

Općenito, reakcije u kojima je elektrofil uključen kataliziraju se u kiselom mediju, bilo elektrofilnim dodacima ili supstitucijama..

Primjeri kiselinske katalize su nitriranje benzena u prisutnosti sumporne kiseline (slika 4a), hidratacija etena da se dobije etanol (slika 4b), reakcije esterifikacije (slika 4c) i hidroliza estera (slika 4d) (Clark, 2013). ).

reference

  1. Bruce Mahan, R. M. (1990). Četvrto izdanje kolegija iz kemije. Wilmington: Addison-Wesley Iberoamericana S.A..
  2. Clark, J. (2013., 20. prosinca). Primjeri kiselinske katalize u organskoj kemiji. Preuzeto s chem.libretexts.org.
  3. Encyclopædia Britannica. (1998., 20. srpnja). Kiselinska baza. Oporavio se od britannica.com.
  4. Encyclopædia Britannica. (1998., 21. prosinca). Arrheniusova teorija. Oporavio se od britannica.com.
  5. Encyclopædia Britannica. (1998., 20. srpnja). Teorija Brønsted-Lowryja. Oporavio se od britannica.com.
  6. Encyclopædia Britannica. (1998., 20. srpnja). Lewisova teorija. Oporavio se od britannica.com.
  7. LESNEY, M. S. (2003., ožujak). Chemistry Chronicles Osnovna povijest kiseline - od Aristotela do Arnolda. Preuzeto s pubs.acs.org.
  8. Svojstva kiselina i baza. (S.F.). Dobavljeno iz sciencegeek.net.