Charakteristické kyseliny a příklady



kyseliny jsou to sloučeniny s vysokými tendencemi darovat protony nebo přijímat pár elektronů. Existuje mnoho definic (Bronsted, Arrhenius, Lewis), které charakterizují vlastnosti kyselin, a každý z nich je doplněn o vytvoření globálního obrazu tohoto typu sloučenin..

Z předchozího pohledu mohou být všechny známé látky kyselé, avšak za takové jsou považovány pouze ty, které vyniknou nad ostatními. Jinými slovy: pokud je látka extrémně slabým dárcem protonů ve srovnání s vodou, lze říci, že to není kyselina..

Pokud ano, co přesně jsou kyseliny a jejich přírodní zdroje? Typickým příkladem je mnoho druhů ovoce: citrusových plodů. Limonády mají svou charakteristickou chuť díky kyselině citrónové a dalším složkám.

Jazyk může detekovat přítomnost kyselin, stejně jako u jiných chutí. V závislosti na stupni kyselosti uvedených sloučenin se chuť stává netolerovatelnější. Tímto způsobem jazyk funguje jako organoleptické měřítko koncentrace kyselin, konkrétně koncentrace hydroniových iontů (H3O+).

Naproti tomu kyseliny se nacházejí nejen v potravinách, ale iv živých organismech. Podobně i půdy představují látky, které je mohou charakterizovat jako kyseliny; Takový je případ hliníku a jiných kovových kationtů.

Index

  • 1 Charakteristika kyselin
    • 1.1 Mají slabé vodíky v hustotě elektronů
    • 1.2 Síla nebo kyselost konstantní
    • 1.3 Má velmi stabilní konjugované báze
    • 1.4 Mohou mít kladné poplatky
    • 1.5 Vaše roztoky mají hodnoty pH nižší než 7
  • 2 Příklady kyselin
    • 2.1 Halogenidy vodíku
    • 2.2 Oxokyseliny
    • 2.3 Super kyseliny
    • 2.4 Organické kyseliny
  • 3 Odkazy

Charakteristika kyselin

Jaké vlastnosti musí sloučenina podle stávajících definic považovat za kyselinu?

Musí být schopen vytvářet ionty H+ a OH- když se rozpustí ve vodě (Arrhenius), musí darovat protony jiným druhům velmi snadno (Bronsted) nebo nakonec musí být schopen přijmout pár elektronů, které jsou záporně nabité (Lewis).

Tyto vlastnosti však úzce souvisí s chemickou strukturou. Takže naučit se analyzovat se může dostat k dedukci jeho síly kyselosti nebo pár sloučenin, které z těchto dvou je nejvíce kyseliny.

Mají chudé vodíky v hustotě elektronů

Pro methanovou molekulu CH4, žádný z jeho vodíků nepředstavuje elektronický nedostatek. Je to proto, že rozdíl v elektronegativitách mezi uhlíkem a vodíkem je velmi malý. Pokud by však byl jeden z atomů H nahrazen atomem fluoru, došlo by k pozoruhodné změně dipólového momentu: H2FC-H.

H zažívá posunutí svého elektronického oblaku směrem k přilehlému atomu spojenému s F, který je stejný, δ + se zvyšuje. Opět, pokud je jiný H nahrazen jiným F, molekula by zůstala jako: HF2C-H.

Nyní δ + je ještě větší, protože oni jsou dva atomy F, vysoce electronegative, to odčítat hustotu elektronu od C, a latter, následně, u. H. Pokud by proces substituce pokračoval, bylo by nakonec získáno: F3C-H.

V této poslední molekule H představuje v důsledku tří atomů sousedního F výrazný elektronický nedostatek. Toto δ + nezůstane bez povšimnutí pro všechny druhy, které jsou dostatečně bohaté na elektrony, aby to odstranily H a tímto způsobem F3CH bude záporně účtováno:

F3C-H + : N- (negativní druh) => F3C:- + HN

Výše uvedená chemická rovnice může být také uvažována tímto způsobem: F3CH daruje proton (H+, H jednou oddělený od molekuly) a: N; nebo, F3CH získává pár elektronů H být darován druhé dvojici z: N-.

Pevnost nebo kyselost konstantní

Kolik F3C:- je přítomen v rozpuštění? Nebo kolik molekul F3CH může darovat vodík? Pro zodpovězení těchto otázek je nutné určit koncentraci F3C:- nebo z HN a pomocí matematické rovnice stanovit číselnou hodnotu nazývanou konstanta kyselosti, Ka.

Zatímco více molekul F3C:- nebo HN, více kyseliny bude F3CH a větší váš Ka. Tímto způsobem Ka kvantitativně objasňuje, které sloučeniny jsou kyselější než jiné; a stejně tak se vyřazují jako kyseliny, jejichž Ka mají mimořádně malý řád.

Některé Ka mohou mít hodnoty kolem 10-1 a 10-5, a další, miliontin menší hodnoty jako 10-15 a 10-35. Lze tedy říci, že tyto kyseliny, které mají uvedené kyselé konstanty, jsou extrémně slabé kyseliny a mohou být jako takové odstraněny..

Která z následujících molekul má nejvyšší Ka: CH4, CH3F, CH2F2 nebo CHF3? Odpověď spočívá v nedostatku elektronické hustoty, δ +, v hydrogenu stejné.

Měření

Jaká jsou kritéria pro standardizaci měření Ka? Jeho hodnota se může výrazně lišit v závislosti na tom, který druh dostane H+. Například, jestliže: N je silná základna, Ka bude velký; ale pokud je to naopak velmi slabá základna, Ka bude malý.

Měření Ka jsou prováděna s použitím nejběžnější a nejslabší ze všech bází (a kyselin): vody. V závislosti na stupni darování H+ na molekuly H2Nebo při 25 ° C a tlaku jedné atmosféry jsou stanoveny standardní podmínky pro stanovení kyselých konstant pro všechny sloučeniny.

Z toho vzniká repertoár tabulek kyselých konstant pro mnoho sloučenin, anorganických i organických.

Má velmi stabilní konjugované báze

Kyseliny mají ve svých chemických strukturách velmi elektronegativní atomy nebo jednotky (aromatické kruhy), které přitahují elektronické hustoty okolních vodíku a způsobují, že se stanou částečně pozitivními a reaktivními před základnou..

Jakmile jsou protony darovány, kyselina je transformována do konjugované báze; to znamená negativní druh schopný přijmout H+ nebo darovat pár elektronů. V příkladu molekuly CF.3H jeho konjugovaná báze je CF3-:

CF3- + HN <=> CHF3 + : N-

Pokud CF3- je to velmi stabilní konjugovaná báze, rovnováha bude posunuta více doleva než doprava. Čím stabilnější bude kyselina, tím bude kyselina reaktivnější a kyselější.

Jak zjistit, jak stabilní jsou? Vše záleží na tom, jak se vypořádáte s novým negativním nábojem. Pokud ji mohou přemístit nebo efektivně rozšířit rostoucí elektronickou hustotu, nebude k dispozici pro použití při tvorbě spojení se základnou H.

Mohou mít pozitivní poplatky

Ne všechny kyseliny mají vodíky s elektronickým nedostatkem, ale mohou mít i jiné atomy schopné přijímat elektrony s kladným nábojem nebo bez něj.

Jak je to? Například v fluoridu boritém, BF3, atom B postrádá oktet valence, tak to může tvořit vazbu s nějakým atomem, který dá pár elektronů. Pokud je anion F- V jeho blízkosti dochází k následující chemické reakci:

BF3 + F- => BF4-

Na druhé straně, volné kovové kationty, jako je Al3+, Zn2+, Na+, atd., jsou považovány za kyseliny, protože z jejich prostředí mohou přijímat dativní (koordinační) vazby elektronově bohatých druhů. Podobně reagují s ionty OH- vysrážet jako hydroxidy kovů:

Zn2+(ac) + 2OH-(ac) => Zn (OH)2(s)

Všichni tito jsou známí jako Lewis kyseliny, zatímco ti to darovat protony jsou Bronsted kyseliny.

Vaše řešení mají hodnoty pH nižší než 7

Konkrétněji kyselina, která se rozpouští v jakémkoliv rozpouštědle (která ji nezneutralizuje), vytváří roztoky s pH nižším než 3, i když pod 7 jsou považovány za velmi slabé kyseliny..

To lze ověřit použitím indikátoru kyselé báze, jako je fenolftalein, univerzální indikátor nebo fialová zelná šťáva. Sloučeniny, které mění barvy na ty, které jsou indikovány pro nízké pH, se zpracovávají kyselinami. To je jeden z nejjednodušších testů k určení přítomnosti stejné.

Totéž lze provést například u různých vzorků půdy z různých částí světa, čímž se určují jejich hodnoty pH spolu s dalšími proměnnými, které je charakterizují.

A konečně, všechny kyseliny mají kyselé chutě, pokud nejsou tak koncentrované, aby nezvratně spalovaly tkáně jazyka.

Příklady kyselin

Halogenidy vodíku

Všechny halogenovodíky jsou kyselé sloučeniny, zvláště když jsou rozpuštěny ve vodě:

-HF (kyselina fluorovodíková).

-HC1 (kyselina chlorovodíková).

-HBr (kyselina bromovodíková).

-HI (kyselina jodová).

Oxokyseliny

Oxokyseliny jsou protonované formy oxoanionů:

HNO3 (kyselina dusičná).

H2SO4 (kyselina sírová).

H3PO4 (kyselina fosforečná).

HCI4 (kyselina chloristá).

Super kyseliny

Superkyseliny jsou směs Bronstedovy kyseliny a silné Lewisovy kyseliny. Po smíchání tvoří složité struktury, kde podle určitých studií H+ "Jump" uvnitř nich.

Jeho korozivní síla je taková, že jsou miliardykrát silnější než H2SO4 koncentrát Používají se k praskání velkých molekul přítomných v surovém, v menších, rozvětvených molekulách a s velkou přidanou ekonomickou hodnotou.

-BF3/ HF

-SbF5/ HF

-SbF5/ HSO3F

-CF3SO3H

Organické kyseliny

Organické kyseliny se vyznačují tím, že mají jednu nebo více karboxylových skupin (COOH) a mezi nimi jsou:

-Kyselina citronová (přítomná v mnoha druzích ovoce)

-Kyselina jablečná (ze zelených jablek)

-Kyselina octová (z komerčního octa)

-Kyselina máselná (ze žluklého másla)

-Kyselina vinná (z vín) \ t

-A rodina mastných kyselin.

Odkazy

  1. Torrens H. Hard a měkké kyseliny a zásady. [PDF] Převzato z: depa.fquim.unam.mx
  2. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (3. května 2018). Názvy 10 společných kyselin. Citováno z: thoughtco.com
  3. Chempages Netorials. Kyseliny a zásady: molekulární struktura a chování. Převzato z: chem.wisc.edu
  4. Deziel, Chrisi. (27. dubna 2018). Obecné vlastnosti kyselin a bází. Sciencing. Zdroj: sciencing.com
  5. Superpočítačové centrum v Pittsburghu (PSC). (25. října 2000). Zdroj: psc.edu.