Hidrácidos характеристики, номенклатура, использование и примеры

hidrácidos или бинарные кислоты - это растворенные в воде соединения, состоящие из водорода и неметаллического элемента: галогеноводородов. Его общая химическая формула может быть выражена как HX, где H - атом водорода, а X - неметаллический элемент..

Х может относиться к группе 17, галогенам или элементам группы 16, не включающим кислород. В отличие от оксокислот, углеводородам не хватает кислорода. Поскольку гидроциды являются ковалентными или молекулярными соединениями, следует учитывать связь Н-Х. Это имеет большое значение и определяет характеристики каждой гидрокислоты..

Что можно сказать о ссылке H-X? Как видно на изображении выше, существует постоянный дипольный момент, создаваемый различными электроотрицательностями между H и X. Поскольку Х обычно является более электроотрицательным, чем H, он притягивает свое электронное облако и заканчивается отрицательным частичным зарядом δ-.

С другой стороны, H, уступая часть своей электронной плотности X, заканчивается частичным положительным зарядом δ +. Чем более отрицательным является δ-, тем больше электронов будет X, и тем больше будет электронный дефицит H. Следовательно, в зависимости от того, какой элемент является X, гидразид может быть более или менее полярным.

Изображение также показывает структуру Hydracids. H-X - линейная молекула, которая может взаимодействовать с другим одним из своих концов. Чем более полярный HX, его молекулы взаимодействуют с большей силой или сродством. В результате ваши точки кипения или плавления увеличатся.

Однако взаимодействия H-X-H-X все еще достаточно слабы для образования твердого гидразида. Поэтому в условиях давления и температуры окружающей среды находятся газообразные вещества; за исключением ВЧ, которая испаряется при температуре выше 20ºC.

Почему? Потому что HF способен образовывать сильные водородные связи. В то время как другие гидразиды, чьи неметаллические элементы являются менее электроотрицательными, едва ли могут находиться в жидкой фазе при температуре ниже 0 ° С. HCl, например, кипит при -85 ° C.

Являются ли кислые вещества гидрокислотными? Ответ заключается в частичном положительном заряде δ + на атоме водорода. Если δ + очень велик или связь H-X очень слабая, то HX будет сильной кислотой; Как и во всех углеводородах галогенов, когда их соответствующие галогениды растворяются в воде.

индекс

• 1 Характеристики
  • 1.1 Физический
  • 1.2 Химическая
• 2 Номенклатура
  • 2.1 Безводная форма
  • 2.2 В водном растворе
• 3 Как они образовались?
  • 3.1 Прямое растворение галогеноводородов
  • 3.2 Растворение солей неметаллов с кислотами
• 4 использования
  • 4.1 Чистящие средства и растворители
  • 4.2 Кислотные катализаторы
  • 4.3 Реагенты для синтеза органических и неорганических соединений
• 5 примеров
  • 5.1 HF, плавиковая кислота
  • 5.2 H2S, сероводород
  • 5,3 HCl, соляная кислота
  • 5.4 HBr, бромистоводородная кислота
  • 5,5 H2Te, теллуровая кислота
• 6 Ссылки

черты

физическое

-Видимо, все гидрокислоты являются прозрачными растворами, так как HX очень хорошо растворяется в воде. Они могут иметь желтоватый оттенок в зависимости от концентрации растворенного НХ.

-Они курят, что означает, что они испускают густые, едкие и раздражающие пары (некоторые из них даже вызывают тошноту). Это связано с тем, что молекулы HX очень летучие и взаимодействуют с водяным паром среды, окружающей растворы. Кроме того, HX в своих безводных формах являются газообразными соединениями.

-Гидроциды - хорошие проводники электричества. Хотя HX являются газообразными веществами в атмосферных условиях, когда они растворяются в воде, они выделяют ионы (H⁺X^-), которые позволяют прохождение электрического тока.

-Его точки кипения выше, чем у безводных форм. То есть HX (ac), который обозначает гидразид, кипит при температурах выше, чем HX (г). Например, хлористый водород, HCl (г), кипит при -85ºC, но соляная кислота, ее гидрицид, около 48ºC.

Почему? Потому что молекулы газа HX окружены молекулами воды. Между ними могут происходить два типа взаимодействий: водородные связи, HX - H₂O - HX или сольватация ионов, H₃О⁺(ac) и X^-(Водно). Этот факт напрямую связан с химическими характеристиками гидрокислот.

химическая

Гидразиды являются очень кислыми растворами, поэтому в них присутствуют протоны H-кислоты₃О⁺ доступны для реакции с другими веществами. Откуда Н?₃О⁺? Из атома водорода с частичным положительным зарядом δ +, который диссоциирует в воде и в итоге ковалентно включается в молекулу воды:

HX (ac) + H₂O (l) <=> X^-(ac) + H₃О⁺(Aq)

Обратите внимание, что уравнение соответствует реакции, которая устанавливает равновесие. Когда образование X^-(ac) + H₃О⁺(ac) термодинамически очень предпочтителен, HX выделит кислотный протон в воду; а затем это, с H₃О⁺ в качестве своего нового «носителя» он может реагировать с другим соединением, даже если последнее не является сильным основанием.

Вышесказанное объясняет кислотные характеристики гидроцидов. Это относится ко всем НХ, растворенным в воде; но некоторые генерируют более кислые растворы, чем другие. Почему это? Причины могут быть очень сложными. Не все HX (ac) поддерживают предыдущее равновесие вправо, то есть к X^-(ac) + H₃О⁺(Aq).

кислотность

И исключение наблюдается в плавиковой кислоте HF (ac). Фтор очень электроотрицателен, поэтому он сокращает расстояние Н-Х связи, усиливая его от разрыва под действием воды.

Точно так же канал H-F имеет намного лучшее перекрытие по причинам атомных радиостанций. Напротив, связи H-Cl, H-Br или H-I являются более слабыми и имеют тенденцию полностью диссоциировать в воде, вплоть до нарушения равновесия, которое было ранее достигнуто..

Это связано с тем, что другие галогены или халькогены (например, сера) имеют большие атомные радиусы и, следовательно, более объемные орбитали. В результате связь Н-Х имеет худшее орбитальное перекрытие при увеличении Х, что, в свою очередь, оказывает влияние на кислотную силу при контакте с водой..

Таким образом, порядок уменьшения кислотности для водородов галогенов является следующим: HF< HCl

номенклатура

Безводная форма

Как называются гидрациды? В их безводных формах, HX (g), их следует упомянуть, как предписано для галогеноводородов: добавив суффикс -uro к концу их названий.

Например, HI (g) состоит из галогенида (или гидрида), образованного водородом и йодом, поэтому его имя: yodзубр водорода. Поскольку неметаллы, как правило, более электроотрицательны, чем водород, он имеет степень окисления +1. В NaH, с другой стороны, водород имеет степень окисления -1.

Это еще один косвенный способ дифференциации молекулярных гидридов от галогенов или галогеноводородов от других соединений..

Как только HX (g) вступает в контакт с водой, он обозначается как HX (ac), а затем гидразид.

В водном растворе

Чтобы назвать гидразид, HX (ac), суффикс -uro его безводных форм должен быть заменен на суффикс -hydric. И это должно быть упомянуто как кислота в первую очередь. Таким образом, для предыдущего примера HI (ac) назван: acid yodвода.

Как они образовались?

Прямое растворение галогеноводородов

Гидразиды могут быть образованы простым растворением их соответствующих галогеноводородов в воде. Это может быть представлено следующим химическим уравнением:

HX (g) => HX (ac)

HX (г) очень хорошо растворяется в воде, поэтому баланс растворимости отсутствует, в отличие от его ионной диссоциации с высвобождением кислотных протонов.

Тем не менее, существует синтетический метод, который является предпочтительным, потому что он использует соли или минералы в качестве сырья, растворяя их при низких температурах с сильными кислотами.

Растворение солей неметаллов с кислотами

Если поваренная соль NaCl растворяется в концентрированной серной кислоте, происходит следующая реакция:

NaCl (s) + H₂SW₄(ac) => HCl (ac) + NaHSO₄(Aq)

Серная кислота отдает один из своих кислотных протонов хлоридному аниону Cl^-, превращая его в соляную кислоту. Из этой смеси может выходить хлористый водород, HCl (г), потому что он очень летуч, особенно если его концентрация в воде очень высокая. Другая полученная соль - это кислый сульфат натрия, NaHSO 4.₄.

Другой способ получить его - заменить серную кислоту концентрированной фосфорной кислотой:

NaCl (s) + H₃ПО₄(ac) => HCl (ac) + NaH₂ПО₄(Aq)

H₃ПО₄ он реагирует так же, как H₂SW₄, производство соляной кислоты и дикислоты натрия. NaCl является источником аниона Cl^-, так что для синтеза других гидразидов вам нужны соли или минералы, которые содержат F^-, бром^-, Я^-, S^2-, и т.д..

Но использование H₂SW₄ или Н₃ПО₄ это будет зависеть от его окислительной силы. H₂SW₄ Это очень сильный окислитель, до такой степени, что он окисляет даже Br^- и я^- к его молекулярным формам Br₂ и я₂; первая - красноватая жидкость, а вторая - пурпурное твердое вещество. Поэтому Н₃ПО₄ представляет собой предпочтительную альтернативу в таком синтезе.

приложений

Чистящие средства и растворители

Гидрациды по существу используются для растворения различных типов вещества. Это потому, что они являются сильными кислотами, и в умеренных количествах они могут очистить любую поверхность.

Их кислотные протоны добавляются к соединениям примесей или грязи, делая их растворимыми в водной среде, а затем уносятся водой.

В зависимости от химической природы указанной поверхности может быть использован гидразид или другой. Например, плавиковая кислота не может быть использована для очистки стекла, так как она растворяет его мгновенно. Соляная кислота используется для удаления пятен на плитке бассейна.

Они также способны растворять горные породы или твердые образцы, а затем использоваться для аналитических или производственных целей в малых или крупных масштабах. В ионообменной хроматографии разбавленная соляная кислота используется для очистки колонки от оставшихся ионов.

Кислотные катализаторы

Некоторые реакции требуют очень кислых растворов, чтобы ускорить их и сократить время, которое имеет место. Это где Hydracids войти.

Примером этого является использование йодистоводородной кислоты в синтезе ледяной уксусной кислоты. Нефтяная промышленность также нуждается в гидрокислотах в процессах переработки..

Реагенты для синтеза органических и неорганических соединений

Гидрокислоты дают не только кислотные протоны, но и их соответствующие анионы. Эти анионы могут реагировать с органическим или неорганическим соединением с образованием определенного галогенида. Таким способом могут быть синтезированы: фториды, хлориды, йодиды, бромиды, селениды, сульфиды и другие соединения более.

Эти галогениды могут иметь самые разные применения. Например, они могут быть использованы для синтеза полимеров, таких как тефлон; или посредники, из которых атомы галогена будут включены в молекулярные структуры некоторых лекарств.

Предположим, молекула СН₃СН₂ОН, этанол, реагирует с HCl с образованием этилхлорида:

СН₃СН₂OH + HCl => CH₃СН₂Cl + H₂О

Каждая из этих реакций скрывает механизм и многие аспекты, которые рассматриваются в органическом синтезе..

примеров

Существует не так много примеров, доступных для гидразидов, поскольку число возможных соединений естественно ограничено. По этой причине некоторые дополнительные гидрокислоты перечислены ниже с соответствующей номенклатурой (аббревиатура (ac) игнорируется):

HF, плавиковая кислота

Гидравлический бинарный, чьи молекулы H-F образуют сильные водородные связи, до такой степени, что в воде это слабая кислота.

H₂S, сероводород

В отличие от рассматриваемых до тех пор гидрокислот, он является многоатомным, то есть имеет более двух атомов, однако он продолжает быть бинарным, поскольку состоит из двух элементов: серы и водорода.

Его угловатые молекулы H-S-H не образуют заметных водородных мостиков и могут быть обнаружены по их характерному запаху тухлых яиц.

HCl, соляная кислота

Одна из самых известных кислот в популярной культуре. В том числе, он входит в состав желудочного сока, присутствующего в желудке, и вместе с пищеварительными ферментами разлагает пищу.

HBr, бромистоводородная кислота

Как и йодистоводородная кислота, газовая фаза состоит из линейных молекул H-Br, которые диссоциируют на ионы H⁺ (Н₃О⁺) и Br^- когда они входят в воду.

H₂Те, теллуровая кислота

Хотя теллур имеет определенный металлический характер, его гидразид выделяет неприятные и очень ядовитые пары, такие как селеновая кислота.

Как и другие гидразиды халькогенидов (из группы 16 периодической таблицы), в растворе образуется анион Те^2-, так что его валентность -2.

ссылки

1. Кларк Дж. (22 апреля 2017 г.) Кислотность галогенидов водорода. Получено от: chem.libretexts.org
2. Люмен: Введение в химию. Бинарные кислоты. Взято с сайта: courses.lumenlearning.com
3. Хельменстин, Анна Мари, доктор философии (22 июня 2018 г.) Определение бинарной кислоты. Получено с: мысли
4. Г-н Д. Скотт. Написание химических формул и номенклатура. [PDF]. Получено с: celinaschools.org
5. Madhusha. (9 февраля 2018 г.) Различают бинарные кислоты и оксикислоты. Получено с: pediaa.com
6. Wikipedia. (2018). Водородная кислота Получено с: en.wikipedia.org
7. Натали Эндрюс (24 апреля 2017 г.) Использование Hydriodic Acid. Получено от: sciencing.com
8. StudiousGuy. (2018). Фтористоводородная кислота: важное применение и применение. Получено от: studiousguy.com