Сильные кислотные свойства и примеры

сильная кислота любое соединение, способное полностью и необратимо высвобождать протоны или ионы водорода, H⁺. Будучи настолько реактивными, большое количество видов вынуждены принимать эти H⁺; например, вода, смешивание которой становится потенциально опасным при простом физическом контакте.

Кислота отдает протон воде, которая служит основанием для образования иона гидрония, H₃О⁺. Концентрация иона гидроксония в растворе сильной кислоты равна концентрации кислоты ([H₃О⁺] = [HAc]).

На изображении выше у нас есть бутылка соляной кислоты, HCl, концентрации 12M. Чем выше концентрация кислоты (слабой или сильной), тем более осторожной она должна быть при обращении с ней; Вот почему бутылка показывает пиктограмму руки, пострадавшей от агрессивного свойства капли кислоты, падающей на нее.

Сильные кислоты - это вещества, которыми нужно манипулировать с полным осознанием их возможных эффектов; Работая с ними осторожно, вы можете воспользоваться их свойствами для многократного использования, являясь одним из наиболее распространенных средств синтеза или растворения образцов..

индекс

• 1 Свойства сильной кислоты
  • 1.1 Диссоциация
  • 1,2 рН
  • 1,3 пКа
  • 1.4 Коррозия
• 2 Фактора, которые влияют на вашу силу
  • 2.1 Электроотрицательность его сопряженного основания
  • 2.2 Радио сопряженной базы
  • 2.3 Количество атомов кислорода
• 3 примера
• 4 Ссылки

Свойства сильной кислоты

диссоциация

Сильная кислота диссоциирует или ионизируется на 100% в водном растворе, принимая пару электронов. Диссоциация кислоты может быть схематизирована с помощью следующего химического уравнения:

HAc + H₂O => A^-       +       H₃О⁺

Где HAc - сильная кислота, а A^- его сопряженная основа.

Ионизация сильной кислоты - процесс, который обычно необратим; В слабых кислотах, с другой стороны, ионизация обратима. В уравнении показано, что H₂Или это тот, который принимает протон; Тем не менее, спирты и другие растворители также могут сделать это.

Эта тенденция принимать протоны варьируется от вещества к веществу, и, следовательно, кислотная сила HAc не одинакова во всех растворителях..

pH

PH сильной кислоты очень низок и составляет от 0 до 1 единиц pH. Например, 0,1 М раствор HCl имеет рН 1.

Это можно продемонстрировать с помощью формулы

pH = - log [H⁺]

Вы можете рассчитать рН 0,1 М раствора HCl, а затем применить

pH = -log (0,1)

Получение pH 1 для 0,1 М раствора HCl.

рКа

Сила кислот связана с их рКа. Ион гидроксония (Н₃О⁺), например, имеет pKa -1,74. Как правило, сильные кислоты имеют pKa с более отрицательными значениями, чем -1,74, и поэтому являются более кислыми, чем H₃О⁺.

РКа определенным образом выражает тенденцию диссоциации кислоты. Чем ниже его значение, тем сильнее и агрессивнее будет кислота. По этой причине удобно выразить относительную силу кислоты через значение ее pKa..

коррозия

В целом, сильные кислоты классифицируются как едкие. Тем не менее, есть исключения для этого предположения.

Например, плавиковая кислота является слабой кислотой, и, тем не менее, она обладает высокой коррозионной активностью и способна переваривать стекло. Из-за этого он должен обрабатываться в пластиковых бутылках и при низких температурах.

С другой стороны, сильная кислота, такая как карборановая суперкислота, которая, несмотря на то, что она в миллионы раз сильнее серной кислоты, не вызывает коррозию.

Факторы, которые влияют на вашу силу

Электроотрицательность его сопряженного основания

Поскольку смещение вправо происходит в периоде периодической таблицы, отрицательность элементов, которые составляют сопряженное основание, увеличивается.

Наблюдение периода 3 периодической таблицы показывает, например, что хлор является более электроотрицательным, чем сера, и, в свою очередь, сера является более электроотрицательным, чем фосфор..

Это соответствует тому факту, что соляная кислота сильнее серной, а последняя сильнее фосфорной кислоты.

Увеличивая электроотрицательность конъюгата основания кислоты, он увеличивает стабильность основания и, следовательно, уменьшает его склонность перегруппироваться с водородом для регенерации кислоты..

Тем не менее, другие факторы должны быть рассмотрены, так как это само по себе не является решающим.

Сопряженный базовый радиус

Сила кислоты также зависит от радиуса ее сопряженного основания. Наблюдение группы VIIA за периодической таблицей (галогены) показывает, что атомные радиусы элементов, составляющих группу, имеют следующую связь: I> Br> Cl> F.

Кроме того, образующиеся кислоты сохраняют тот же порядок уменьшения силы кислот:

HI> HBr> HCl> HF

В заключение, увеличивая атомный радиус элементов той же группы периодической таблицы, в том же направлении увеличивается сила кислоты, образующей.

Это объясняется ослаблением связи H-Ac плохим перекрытием неодинаковых атомных орбиталей по размеру.

Количество атомов кислорода

Сила кислоты в ряду оксикислот зависит от количества атомов кислорода в сопряженном основании.

Молекулы, которые имеют наибольшее количество атомов кислорода, составляют разновидности с большей кислотной силой. Например, азотная кислота (HNO)₃) является более сильной кислотой, чем азотистая кислота (HNO)₂).

С другой стороны, хлорная кислота (HClO₄) является более сильной кислотой, чем хлорная кислота (HClO₃). И, наконец, хлорноватистая кислота (HClO) является самой слабой кислотой в ряду.

примеров

Сильные кислоты могут быть приведены в порядке убывания кислотности ниже: HI> HBr> HClO₄ > HCl> H₂SW₄ > CH₃C₆H₄SO₃H (толуолсульфокислота)> HNO₃.

Все они, и другие, которые были упомянуты до сих пор, являются примерами сильных кислот.

HI сильнее, чем HBr, потому что связь H-I разрывается легче, так как она слабее. HBr превосходит по кислотности HClO₄ потому что, несмотря на большую стабильность аниона ClO₄^- Перемещая отрицательный заряд, связь H-Br остается более слабой, чем O-связь₃ClO-Н.

Однако присутствие четырех атомов кислорода возвращает HClO₄ больше кислоты, чем HCl, которая не имеет кислорода.

Далее, HCl сильнее, чем H₂SW₄ потому что атом Cl является более электроотрицательным, чем атом серы; и Н₂SW₄ в свою очередь, по кислотности он превосходит CH₃C₆H₄SO₃H, у которого на один атом кислорода меньше, а связь, удерживающая водород, также менее полярна.

Наконец, HNO₃ самый слабый из всех, у кого есть атом азота, второй период периодической таблицы.

ссылки

1. Университет Шмооп. (2018). Свойства, которые определяют кислотную силу. Получено с: shmoop.com
2. Вики Книги. (2018). Общая химия / Свойства и теории кислот и оснований. Получено с: en.wikibooks.org
3. Информация о кислотах. (2018). Соляная кислота: свойства и применение этого раствора. Получено с: acidos.info
4. Хельменстин, Анна Мари, доктор философии (22 июня 2018 г.) Определение и примеры сильной кислоты. Получено с мысли
5. Уиттен, Дэвис, Пек и Стэнли. (2008). Химия. (8-е изд.). CENGAGE Learning.