Silné kyselé vlastnosti a příklady

A silná kyselina "A" znamená jakoukoliv sloučeninu schopnou uvolňovat zcela a ireverzibilně protony nebo vodíkové ionty, H⁺. Protože je tak reaktivní, je velký počet druhů nucen tyto H akceptovat⁺; například voda, jejíž směšování se stává potenciálně nebezpečným s jednoduchým fyzickým kontaktem.

Kyselina daruje proton vodě, která funguje jako báze pro vytvoření hydroniového iontu, H₃O⁺. Koncentrace iontu hydronia v roztoku silné kyseliny se rovná koncentraci kyseliny ([H₃O⁺] = [HAc]).

Na obrázku nahoře máme láhev kyseliny chlorovodíkové o koncentraci 12M. Čím vyšší je koncentrace kyseliny (slabé nebo silné), tím opatrnější musí být při její manipulaci; proto láhev zobrazuje piktogram ruky zraněné korozivní vlastností kapky kyseliny, která na ni padá.

Silné kyseliny jsou látky, s nimiž musí být manipulováno při plném vědomí jejich možných účinků; s nimi pečlivě pracujete, můžete využít jejich vlastností pro více použití, což je jeden z nejběžnějších způsobů syntézy nebo rozpouštění vzorků.

Index

• 1 Vlastnosti silné kyseliny
  • 1.1 Disociace
  • 1,2 pH
  • 1,3 pKa
  • 1.4 Koroze
• 2 Faktory ovlivňující vaši sílu
  • 2.1 Elektronegativita jeho konjugované báze
  • 2.2 Rádio konjugované báze
  • 2.3 Počet atomů kyslíku
• 3 Příklady
• 4 Odkazy

Vlastnosti silné kyseliny

Disociace

Silná kyselina disociuje nebo ionizuje 100% ve vodném roztoku, přijímá pár elektronů. Disociace kyseliny může být schematizována s následující chemickou rovnicí:

HAc + H₂O => A^-       +       H₃O⁺

Kde HAc je silná kyselina a A^- jeho konjugované báze.

Ionizace silné kyseliny je proces, který je obvykle nevratný; U slabých kyselin je naopak ionizace reverzibilní. V rovnici je ukázáno, že H₂Nebo je to ten, kdo přijímá proton; Alkoholy a jiná rozpouštědla však také mohou.

Tato tendence přijímat protony se liší od látky k látce, a proto není síla kyseliny HAc ve všech rozpouštědlech stejná..

pH

Hodnota pH silné kyseliny je velmi nízká a pohybuje se mezi 0 a 1 jednotkami pH. Například 0,1 M roztok HCI má pH 1.

To lze prokázat pomocí vzorce

pH = - log [H⁺]

Můžete vypočítat pH 0,1 M HC1 roztoku a pak aplikovat

pH = -log (0,1)

Získá se pH 1 pro roztok 0,1 M HC1.

pKa

Síla kyselin souvisí s jejich pKa. Hydroniový ion (H₃O⁺), například, má pKa -1,74. Silné kyseliny mají obecně pKa s více zápornými hodnotami než -1,74 a jsou proto kyselější než H₃O⁺.

PKa určitým způsobem vyjadřuje tendenci kyseliny disociovat. Čím nižší je jeho hodnota, tím silnější a agresivnější bude kyselina. Z tohoto důvodu je vhodné vyjádřit relativní sílu kyseliny hodnotou její pKa.

Koroze

Silné kyseliny jsou obecně klasifikovány jako korozivní. Pro tento předpoklad však existují výjimky.

Například kyselina fluorovodíková je slabá kyselina, a přesto je vysoce korozivní a je schopna trávit sklo. Proto je nutné s ním manipulovat v plastových lahvích a při nízkých teplotách.

Na druhou stranu silná kyselina, jako je karboranová superkyselina, která navzdory tomu, že je milionkrát silnější než kyselina sírová, není korozivní.

Faktory, které ovlivňují vaši sílu

Elektronegativita jeho konjugované báze

K posunu doprava dochází v periodě periodické tabulky, zvyšuje se negativita prvků, které tvoří konjugovanou bázi.

Pozorování periody 3 periodické tabulky ukazuje například, že chlor je více elektronegativní než síra a naopak síra je více elektronegativní než fosfor.

To je v souladu se skutečností, že kyselina chlorovodíková je silnější než kyselina sírová, která je silnější než kyselina fosforečná.

Zvýšením elektronegativity konjugované báze kyseliny zvyšuje stabilitu báze a snižuje tak její tendenci přeskupovat se s vodíkem za účelem regenerace kyseliny..

Je však třeba vzít v úvahu i další faktory, protože to samo o sobě není rozhodující.

Konjugovaný základní poloměr

Síla kyseliny také závisí na poloměru její konjugované báze. Pozorování skupiny VIIA u periodické tabulky (halogeny) ukazuje, že atomové poloměry prvků, které tvoří skupinu, mají následující vztah: I> Br> Cl> F.

Také kyseliny, které se tvoří, zachovávají stejné sestupné pořadí síly kyselin:

HI> HBr> HC1> HF

Závěrem lze říci, že zvýšení atomového poloměru prvků stejné skupiny periodické tabulky se zvyšuje ve stejném směru síly kyseliny, která se tvoří.

Toto je vysvětleno v oslabení H-Ac vazby špatným překrytím nerovných atomových orbitálů ve velikosti.

Počet atomů kyslíku

Síla kyseliny v sérii oxacidů závisí na počtu atomů kyslíku v konjugované bázi.

Molekuly, které mají nejvyšší počet atomů kyslíku, představují druh s větší sílou kyseliny. Například kyselina dusičná (HNO)₃) je silnější kyselina než kyselina dusitá (HNO)₂).

Na druhé straně, kyselina chloristá (HClO₄) je silnější kyselina než kyselina chlorová (HClO₃). A konečně, kyselina chlorná (HClO) je nejnižší síla kyseliny v sérii.

Příklady

Silné kyseliny mohou být doloženy v sestupném pořadí podle pevnosti kyseliny pod: HI> HBr> HClO₄ > HCI> H₂SO₄ > CH3C3H2S04 (kyselina toluensulfonová)> HNO₃.

Všechny z nich a další, které byly zmíněny doposud, jsou příklady silných kyselin.

HI je silnější než HBr, protože vazba H-I je snadnější, protože je slabší. HBr převyšuje kyselost HClO₄ protože, navzdory velké stabilitě aniontu ClO₄^- přemístěním záporného náboje zůstává H-Br vazba slabší než O-vazba₃ClO-H.

Přítomnost čtyř atomů kyslíku se však vrací k HClO₄ více kyseliny než HCl, který nemá žádný kyslík.

Dále je HC1 silnější než H₂SO₄ protože atom Cl je více elektronegativní než atom síry; a H₂SO₄ naopak převyšuje kyselost na CH₃C₆H₄SO₃H, který má o jeden atom kyslíku méně a vazba, která drží vodík společně, je také méně polární.

Konečně, HNO₃ je nejslabší ze všech pro atom dusíku, druhé období periodické tabulky.

Odkazy

1. Univerzita Shmoop. (2018). Vlastnosti, které určují sílu kyseliny. Zdroj: shmoop.com
2. Wiki knihy. (2018). Obecná chemie / vlastnosti a teorie kyselin a bází. Zdroj: en.wikibooks.org
3. Informace o kyselinách (2018). Kyselina chlorovodíková: vlastnosti a aplikace tohoto roztoku. Zdroj: acidos.info
4. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (22. června 2018). Definice silných kyselin a příklady. Zdroj: thinkco.com
5. Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Chemie (8. vydání). CENGAGE Učení.