Oxacidní charakteristiky, způsob jejich tvorby, názvosloví a příklady

A oxacid nebo oxokyselina je ternární kyselina složená z vodíku, kyslíku a nekovového prvku, který tvoří tzv. centrální atom. V závislosti na počtu atomů kyslíku, a tedy na oxidačních stavech nekovového prvku, může být vytvořeno několik oxacidů.

Tyto látky jsou čistě anorganické; Uhlík však může tvořit jednu z nejznámějších oxacidů: kyselinu uhličitou, H₂CO₃. Jak jeho chemický vzorec se ukáže sám, to má tři atomy O, jeden C a dva H.

Dva H atomy H₂CO₃ jsou uvolňovány do média jako H⁺, který vysvětluje jeho kyselé vlastnosti. Pokud se zahřívá vodný roztok kyseliny uhličité, uvolní se plyn.

Tento plyn je oxid uhličitý, CO₂, anorganická molekula, která vzniká při spalování uhlovodíků a buněčné respirace. Pokud byl CO vrácen₂ do nádoby na vodu, H₂CO₃ znovu se vytvoří; proto vzniká oxokyselina, když určitá látka reaguje s vodou.

Tato reakce není pozorována pouze u CO₂, ale pro jiné anorganické kovalentní molekuly zvané oxidy kyselin.

Oxacidy představují obrovské množství použití, které je obtížné popsat obecně. Jeho aplikace bude enormně záviset na centrálním atomu a počtu kyslíků.

Mohou být použity ze sloučenin pro syntézu materiálů, hnojiv a výbušnin i pro analytické účely nebo výrobu nealkoholických nápojů; jako u kyseliny uhličité a kyseliny fosforečné, H₃PO₄, součástí těchto nápojů.

Index

• 1 Charakteristika a vlastnosti oxacidu
  • 1.1 Hydroxy skupiny
  • 1.2 Centrální atom
  • 1.3 Kyslá síla
• 2 Jak se tvoří oxacidy?
  • 2.1 Příklady školení
  • 2.2 Oxidy kovů
• 3 Nomenklatura
  • 3.1 Výpočet valence
  • 3.2 Určete kyselinu
• 4 Příklady
  • 4.1 Oxkyseliny halogenové skupiny
  • 4.2 Oxacidy skupiny VIA
  • 4.3 Oxacidy kyseliny boru
  • 4.4 Oxkyseliny uhlíku
  • 4.5 Kyseliny chromové
  • 4.6 Oxidy křemíku
• 5 Odkazy

Charakteristika a vlastnosti oxacidu

Hydroxy skupiny

Horní obrázek ukazuje generický vzorec H.E.O pro oxacidy. Jak je vidět, má vodík (H), kyslík (O) a centrální atom (E); pro případ kyseliny uhličité je uhlík, C.

Vodík v oxacidech je obvykle spojen s atomem kyslíku a ne s centrálním atomem. Kyselina fosforečná, H₃PO₃, představuje konkrétní případ, kdy jeden z atomů vodíku je vázán na atom fosforu; proto je jeho strukturní vzorec nejlépe reprezentován jako (OH)₂OPH.

Zatímco pro kyselinu dusitou, HNO₂, má kostru H-O-N = O, takže má hydroxylovou skupinu (OH), která disociuje k uvolnění vodíku.

Jednou z hlavních vlastností oxacidu je nejen to, že má kyslík, ale také to, že je jako skupina OH.

Na druhé straně, některé oxacids mají co je voláno oxo skupina, E = O. V případě kyseliny fosforité má oxoskupinu, P = O. Chybí atomy H, takže "nejsou zodpovědné" za kyselost.

Centrální atom

Centrální atom (E) může nebo nemusí být elektronegativní prvek, v závislosti na jeho umístění v bloku p periodické tabulky. Na druhé straně, kyslík, element mírně více electronegative než dusík, přitahuje elektrony od OH svazku; což umožňuje uvolnění H iontu⁺.

E je proto vázán na OH skupiny. Když je uvolněn H iont⁺ dochází k ionizaci kyseliny; to znamená, že nabývá elektrický náboj, který je v tomto případě negativní. Oxacid může uvolňovat tolik iontů H⁺ jako skupiny OH mají ve své struktuře; a čím více existuje, tím větší je záporný náboj.

Síra pro kyselinu sírovou

Kyselina sírová, polyprotická, má molekulární vzorec H₂SO₄. Tento vzorec lze také napsat následovně: (OH)₂SO₂, zdůraznit, že kyselina sírová má dvě hydroxylové skupiny navázané na síru, její centrální atom.

Reakce jeho ionizace jsou: \ t

H₂SO₄ => H⁺    +     HSO₄^-

Potom se uvolní druhá H⁺ zbývající skupiny OH, pomaleji až do bodu, kdy lze stanovit rovnováhu:

HSO₄^-    <=>   H⁺    +     SO₄^2-

Druhá disociace je obtížnější než první, protože kladný náboj musí být oddělen (H⁺) dvojitého záporného náboje (SO₄^2-).

Síla kyseliny

Síla téměř všech oxacidů, které mají stejný centrální atom (ne kov) se zvyšuje se zvyšováním oxidačního stavu centrálního prvku; který je přímo spojen se zvýšením počtu atomů kyslíku.

Například, tři série oxacids jsou ukazovány jehož síly kyselosti jsou uspořádány od nejnižší k nejvyšší: \ t

H₂SO₃ < H₂SO₄

HNO₂ < HNO₃

HCI < HClO₂ < HClO₃ < HClO₄

Ve většině oxacids, které mají různé elementy se stejným oxidačním stavem, ale patřit ke stejné skupině periodické tabulky, síla kyseliny se zvětší přímo s electronegativity centrálního atomu: \ t

H₂SeO₃ < H₂SO₃

H₃PO₄ < HNO₃

HBrO₄ < HClO₄

Jak se tvoří oxacidy?

Jak bylo zmíněno na začátku, oxacidy vznikají, když určité látky, nazývané oxidy kyselin, reagují s vodou. To bude vysvětleno použitím stejného příkladu kyseliny uhličité.

CO₂   +    H₂O     <=>    H₂CO₃

Kyselina oxid + voda => oxacid

Co se stane, je to, že molekula H₂Nebo se kovalentně váže s CO₂. Pokud se voda odstraní teplem, rovnováha se přesune na regeneraci CO₂; to znamená, že horký šumivý nápoj ztratí svůj šumivý pocit dříve než studený.

Na druhé straně se oxidy kyselin tvoří, když nekovový prvek reaguje s vodou; i když přesněji řečeno, když reaktivní prvek tvoří oxid s kovalentním charakterem, jehož rozpouštění ve vodě vytváří ionty H⁺.

Již bylo řečeno, že H ionty⁺ jsou produktem ionizace výsledné oxacidy.

Příklady školení

Oxid chloričitý, Cl₂O₅, Reaguje s vodou za vzniku kyseliny chlorové:

Cl₂O₅  +    H₂O => HC1₃

Oxid siřičitý, SO₃, Reaguje s vodou za vzniku kyseliny sírové:

SO₃   +    H₂O => H₂SO₄

A periodický oxid, já₂O₇, Reaguje s vodou za vzniku kyseliny jodisté:

Já₂O₇   +    H₂O => HIO₄

Kromě těchto klasických mechanismů pro tvorbu oxacidů existují i ​​jiné reakce se stejným účelem.

Například chlorid fosforitý, PCl₃, reaguje s vodou za vzniku kyseliny fosforité, kyseliny oxacidové a kyseliny chlorovodíkové, kyseliny halogenovodíkové.

PCl₃    +    3H₂O => H₃PO₃ +      HC1

A chlorid fosforečný, PCl₅, reaguje s vodou za vzniku kyseliny fosforečné a kyseliny chlorovodíkové.

PCl₅   +    4 H₂O => H₃PO₄    +    HC1

Kovové oxacidy

Některé přechodné kovy tvoří oxidy kyselin, to znamená, že se rozpouští ve vodě za vzniku oxacidů.

Oxid manganičitý (VII) (bezvodý manganistan) Mn₂O₇ a oxid chromitý (VI) jsou nejčastějšími příklady.

Mn₂O₇   +    H₂O => HMnO₄ (kyselina manganistá)

CrO₃      +   H₂O => H₂CrO₄ (kyselina chromová)

Nomenklatura

Výpočet valence

Aby bylo možné správně pojmenovat oxacid, musí se začít určením valence nebo oxidačního čísla centrálního atomu E. Počínaje obecným vzorcem HEO se uvažuje následující:

-O má valenci -2

-Valence H je +1

S tímto vědomím je oxidický HEO neutrální, takže součet nábojů valencí musí být roven nule. Máme tedy následující algebraický součet:

-2 + 1 + E = 0

E = 1

Proto valence E je +1.

Pak se musíme uchýlit k možným mocenstvím, která mohou mít E. Pokud mezi jeho valencemi jsou hodnoty +1, +3 a +4, E pak „pracuje“ s nižší valencí.

Pojmenujte kyselinu

Chcete-li pojmenovat HEO, začněte voláním kyseliny, následované názvem E s příponami -ico, pokud pracujete s nejvyšší valencí, u -oso, pokud pracujete s nejnižší valencí. Jsou-li tři nebo více, předpony hypo- a per- se používají k označení nejmenší a největší z valencí..

HEO by se tedy jmenoval:

Kyselina hypo(název E)medvěd

Protože +1 je nejmenší ze tří valencí. A kdyby to byl HEO₂, potom by E měla valenci +3 a byla by nazvána:

Kyselina (název E)medvěd

A stejným způsobem pro HEO₃, s E pracující s valencí +5:

Kyselina (název E)ico

Příklady

Níže je uvedena řada oxacidů s příslušnými názvoslovími.

Oxacidy halogenové skupiny

Halogeny zasahují do tvorby oxacidů s valencemi +1, +3, +5 a +7. Chlor, brom a jod mohou tvořit 4 typy oxacidů odpovídajících těmto valencím. Jediná oxacid, který byl připraven z fluoru, je kyselina fluorovodíková (HOF), která je nestabilní.

Když oxacid kyseliny používá valence +1, je pojmenován následovně: kyselina chlorná (HClO); kyselina bromidová (HBrO); kyselina hypoiodóza (HIO); Kyselina hypofluorová (HOF).

S valencí +3 se nepoužívá předpona a používá se pouze přípona medvěda. Máte chloridové kyseliny (HClO₂), bromoso (HBrO)₂) a Yodoso (HIO)₂).

S valencí +5 se nepoužívá předpona a používá se pouze přípona ico. Máte kyseliny chlorové (HClO₃), brómico (HBrO)₃) a jódu (HIO)₃).

Při práci s valencí +7 se používá předpona za a přípona ico. Máte kyseliny chloristé (HClO₄), perbromní (HBrO)₄) a periodické (HIO)₄).

Oxacidy ze skupiny VIA

Nekovové prvky této skupiny mají jako své nejběžnější valence -2, +2, +4 a +6, které tvoří tři oxacidy v nejznámějších reakcích.

S valencí +2 se používá předpona hipo a přípona medvěda. Máš kyseliny hyposulfurové (H₂SO₂), hyposelenní (H₂SeO₂) a hypoteluroso (H₂TeO₂).

S valencí +4 se nepoužívá předpona a používá se přípona medvěda. Máte kyselinu sírovou (H₂SO₃), selenious (H₂SeO₃) a teluroso (H)₂TeO₃).

A když pracují s valencí + 6, nepoužívá se předpona a používá se přípona ico. Mají kyselinu sírovou (H₂SO₄), selenic (H₂SeO₄) a tellurické (H₂TeO₄).

Oxacidy Boronu

Boron má valenci +3. Máte metabolické kyseliny (HBO)₂), piroboric (H₄B₂O₅) a orthoboric (H₃BO₃). Rozdíl je v počtu vody, která reaguje s oxidem boritým.

Oxkyseliny uhlíku

Uhlík má valence +2 a +4. Příklady: s valencí +2, kyselinou uhličitou (H₂CO₂), a s valencí +4, kyselinou uhličitou (H₂CO₃).

Oxacid kyseliny chromové

Chrom má valence +2, +4 a +6. Příklady: s valencí 2, kyselinou chlornou (H₂CrO₂); s valencí 4, kyselinou chromovou (H₂CrO₃); a s valencí 6, kyselina chromová (H₂CrO₄).

Oxacidy křemíku

Křemík má valence -4, +2 a +4. Má metasilovou kyselinu (H₂SiO₃) a kyseliny pyrosilikové (H₄SiO₄). Si všimnout toho v obou Si má +4 valence, ale rozdíl leží v množství molekul vody, které reagovaly s jeho oxidem kyseliny.

Odkazy

1. Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Chemie (8. vydání). CENGAGE Učení.
2. Editor (6. března 2012). Formulace a názvosloví oxacidů. Zdroj: si-educa.net
3. Wikipedia. (2018). Oxykyselina Zdroj: en.wikipedia.org
4. Steven S. Zumdahl. (2019). Oxykyselina Encyclopædia Britannica. Zdroj: britannica.com
5. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (31. ledna 2018). Běžné oxokyselinové sloučeniny. Citováno z: thoughtco.com