Сильні кислотні властивості і приклади

A сильна кислота будь-яке з'єднання, здатне повністю і незворотно вивільняти протони або іони водню, Н⁺. Будучи настільки реактивним, велика кількість видів змушені приймати ці Н⁺; наприклад, вода, змішування якої стає потенційно небезпечною при простому фізичному контакті.

Кислота дає воду протон, який функціонує як основа для утворення іона гідронію, Н₃O⁺. Концентрація іона гідронію в розчині сильної кислоти дорівнює концентрації кислоти ([H₃O⁺] = [HAc]).

На зображенні вище ми маємо пляшку соляної кислоти, HCl, концентрацією 12М. Чим вище концентрація кислоти (слабка або сильна), тим більш обережною повинна бути її обробка; тому пляшка показує піктограму руки, що боляче корозійної властивості краплі кислоти, що падає на нього.

Сильні кислоти є речовинами, якими необхідно маніпулювати з повним усвідомленням їх можливих наслідків; Працюючи з ними обережно, можна скористатися своїми властивостями для багаторазового використання, будучи одним з найбільш поширених засобів синтезу або розчинення зразків.

Індекс

• 1 Властивості сильної кислоти
  • 1.1 Дисоціація
  • 1,2 рН
  • 1,3 pKa
  • 1.4 Корозія
• 2 Фактори, які впливають на вашу силу
  • 2.1 Електронегативність її сполученої бази
  • 2.2 Радіозв'язок сполученої бази
  • 2.3 Кількість атомів кисню
• 3 Приклади
• 4 Посилання

Властивості сильної кислоти

Дисоціація

Сильна кислота дисоціює або іонізує 100% у водному розчині, приймаючи пару електронів. Дисоціацію кислоти можна схематизувати за допомогою наступного хімічного рівняння: \ t

HAc + H₂O => A^-       +       H₃O⁺

Де HAc є сильною кислотою, і А^- її кон'юговану базу.

Іонізація сильної кислоти є процесом, який зазвичай є незворотним; У слабких кислотах, з іншого боку, іонізація є оборотною. У рівнянні показано, що Н₂Або це той, який приймає протон; Однак спирти і інші розчинники також можуть це робити.

Ця тенденція приймати протони варіюється від речовини до речовини, і, отже, кислотна міцність HAc не однакова у всіх розчинниках.

рН

Значення рН сильної кислоти дуже низьке, що становить від 0 до 1 одиниць рН. Наприклад, 0,1 М розчин HCl має рН 1.

Це можна продемонструвати за допомогою формули

pH = - log [H⁺]

Можна обчислити рН 0,1 М розчину HCl, потім застосувати

pH = -log (0,1)

Отримання рН 1 для 0,1 М розчину HCl.

pKa

Міцність кислот пов'язана з їх рКа. Іон гідронію (H₃O⁺), наприклад, має pKa -1,74. Як правило, сильні кислоти мають pKa з більш негативними значеннями, ніж -1,74, і тому є більш кислими, ніж H₃O⁺.

PKa виражає певним чином тенденцію дисоціації кислоти. Чим нижче його значення, тим сильніше і агресивніше буде кислота. З цієї причини зручно висловлювати відносну силу кислоти за величиною його pKa.

Корозія

Загалом, сильні кислоти класифікуються як корозійні. Однак для цього припущення є винятки.

Наприклад, фтористоводнева кислота є слабкою кислотою, і все ж вона є висококорозійною і здатна перетравлювати скло. Завдяки цьому його необхідно обробляти в пластикових пляшках і при низьких температурах.

З іншого боку, сильна кислота, така як карборанова надкислота, яка, незважаючи на те, що вона є мільйонної міцності сірчаної кислоти, не є корозійною.

Фактори, які впливають на вашу силу

Електронегативність її сполученої бази

Оскільки в період періодичної таблиці відбувається зсув вправо, негативність елементів, що складають сполучену базу, збільшується.

Спостереження за періодом 3 періодичної таблиці показує, наприклад, що хлор є більш електронегативним, ніж сірка і, в свою чергу, сірка є більш електронегативною, ніж фосфор.

Це відповідає тому, що соляна кислота сильніше, ніж сірчана кислота, а остання сильніше фосфорної кислоти..

Підвищуючи електронегативність кон'югованої основи кислоти, вона підвищує стабільність основи і, отже, знижує її тенденцію до перегрупування з воднем для регенерації кислоти..

Проте слід враховувати й інші фактори, оскільки це не є вирішальним.

Спряжений радіус основи

Міцність кислоти також залежить від радіуса його сполученої основи. Спостереження групи VIIA періодичної таблиці (галогенів) показує, що атомні радіуси елементів, що входять до групи, мають таке співвідношення: I> Br> Cl> F.

Крім того, кислоти, що утворюють, зберігають той же порядок зменшення міцності кислот:

HI> HBr> HCl> HF

На закінчення, збільшення атомного радіуса елементів тієї ж групи періодичної таблиці, збільшує в тому ж напрямку силу кислоти, що формується.

Це пояснюється ослабленням зв'язку H-Ac за рахунок поганого перекриття нерівних атомних орбіталей за розміром.

Кількість атомів кисню

Міцність кислоти в межах ряду оксацидів залежить від кількості атомів кисню в підставі кон'югату.

Молекули, які мають найбільшу кількість атомів кисню, являють собою вид з більшою кислотною силою. Наприклад, азотна кислота (HNO)₃) - сильніше кислоти, ніж азотиста кислота (HNO)₂).

З іншого боку, хлорна кислота (HClO₄) є більш сильною кислотою, ніж хлорна кислота (HClO₃). І, нарешті, найгірша кислотна кислота (HClO) є найнижчою кислотою в серії.

Приклади

Сильні кислоти можна навести в порядку зниження міцності кислоти нижче: HI> HBr> HClO₄ > HCl> H₂SO₄ > CH2C2H2SO2H (толуолсульфонова кислота)> HNO₃.

Всі вони, а також інші, що згадувалися до цих пір, є прикладами сильних кислот.

HI сильніше, ніж HBr, тому що зв'язок H-I розривається легше, оскільки він слабший. HBr перевищує кислотність HClO₄ тому, незважаючи на велику стабільність аніона ClO₄^- шляхом переміщення негативного заряду H-Br зв'язок залишається слабкішим, ніж O-ланка₃ClO-H.

Однак присутність чотирьох атомів кисню повертається до HClO₄ більше кислоти, ніж HCl, яка не має кисню.

Далі HCl є більш сильним, ніж H₂SO₄ оскільки атом Cl є більш електронегативним, ніж атом сірки; і Н₂SO₄ у свою чергу вона перевищує кислотність до CH₃C₃H₄SO₃H, яка має один менший атом кисню і зв'язок, що утримує водень, також є менш полярним.

Нарешті, HNO₃ є найбільш слабким з усіх за наявність атома азоту, другий період періодичної таблиці.

Список літератури

1. Університет Шмооп. (2018). Властивості, що визначають міцність кислоти. Отримано з: shmoop.com
2. Книги Вікі. (2018). Загальна хімія / Властивості та теорії кислот і основ. Отримано з: en.wikibooks.org
3. Інформація про кислоти (2018). Соляна кислота: властивості та застосування цього розчину. Отримано з: acidos.info
4. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (22 червня 2018). Визначення сильної кислоти та приклади. Отримано з thoughtco.com
5. Уіттен, Девіс, Пек і Стенлі. (2008). Хімія (8-е изд.). CENGAGE Навчання.