Характерні кислоти і приклади

The кислот вони є сполуками з високими тенденціями донорства протонів або прийняття пари електронів. Існує багато визначень (Bronsted, Arrhenius, Lewis), що характеризують властивості кислот, і кожен з них доповнюється для побудови глобального образу цього типу сполук..

З попередньої точки зору, всі відомі речовини можуть бути кислими, однак тільки такі, які виділяються значно вище інших, розглядаються як такі. Іншими словами: якщо речовина є надзвичайно слабким донором протонів, порівняно з водою, наприклад, можна сказати, що вона не є кислотою.

Якщо так, то які саме кислоти та їх природні джерела? Типовий приклад їх можна знайти всередині багатьох фруктів: як цитрусові. Лимонади мають свій характерний аромат за рахунок лимонної кислоти та інших компонентів.

Язик може виявити присутність кислот, як це робиться з іншими ароматами. В залежності від рівня кислотності зазначених сполук, смак стає більш нестерпним. Таким чином, язик функціонує як органолептичний показник концентрації кислот, зокрема концентрації іонів гідронію (Н₃O⁺).

З іншого боку, кислоти зустрічаються не тільки в їжі, а й у живих організмах. Крім того, ґрунти представляють речовини, які можуть характеризувати їх як кислоти; таке, наприклад, алюміній та інші катіони металів.

Індекс

• 1 Характеристики кислот
  • 1.1 Вони мають погані водні атоми в електронній щільності
  • 1.2 Міцність або постійна кислотність
  • 1.3 Вона має дуже стабільні сполучені основи
  • 1.4 Вони можуть мати позитивні витрати
  • 1.5 Ваші розчини мають значення рН менше 7
• 2 Приклади кислот
  • 2.1 Гідрогеніди водню
  • 2.2 Оксокислоти
  • 2.3 Суперкислоти
  • 2.4 Органічні кислоти
• 3 Посилання

Характеристики кислот

Які характеристики сполуки має, відповідно до існуючих визначень, вважати кислотою?

Повинна бути здатна генерувати іони Н⁺ і OH^- при розчиненні у воді (Arrhenius), вона повинна дуже легко передавати протони іншим видам (Bronsted) або, нарешті, вона повинна бути здатною прийняти пару електронів, будучи негативно зарядженими (Lewis).

Однак ці характеристики тісно пов'язані з хімічною структурою. Отже, навчившись аналізувати його, можна отримати висновок про його міцність кислотності або пару сполук, які з двох є найбільш кислотними.

Вони мають погані водні атоми в електронній щільності

Для молекули метану, СН₄, жоден з його воднів не представляє електронного дефіциту. Це пояснюється тим, що різниця в електронегативності між вуглецем і воднем дуже мала. Але, якщо один з атомів Н був замінений на один з фтору, тоді було б помітне зміна дипольного моменту: H₂ФК-H.

H він відчуває зміщення своєї електронної хмари по відношенню до сусіднього атома, пов'язаного з F, який дорівнює, δ + збільшується. Знову ж таки, якщо інший H замінений іншим F, тоді молекула залишиться такою: HF₂C-H.

Тепер δ + ще більше, оскільки вони є двома атомами F, сильно електронегативними, які віднімають електронну щільність з C, а останню, отже, на H. Якщо процес заміщення продовжувався, то, нарешті, отримали б: F₃C-H.

У цій останній молекулі H він представляє, як наслідок трьох атомів сусіднього F, помітний електронний дефіцит. Цей δ + не залишається непоміченим для будь-яких видів, багатих електронами, щоб позбавити його H і, таким чином, F₃CH негативно заряджено:

F₃C-H + : N^- (негативний вид) => F₃C:^- + HN

Наведене вище хімічне рівняння також можна розглядати таким чином: F₃CH дарує протон (H⁺, H один раз відірваний від молекули) а: N; або, F₃CH отримує пару електронів від H передавати останню іншу пару з: N^-.

Міцність або константа кислотності

Скільки F₃C:^- присутні в розчиненні? Або, скільки F молекул₃CH може подарувати водень воднем N? Щоб відповісти на ці питання, необхідно визначити концентрацію F₃C:^- або HN і, використовуючи математичне рівняння, встановити числове значення, що називається константою кислотності, Ka.

При цьому більше F молекул₃C:^- або HN відбувається, більше кислоти буде F₃CH і більше ваш Ka. Таким чином Ка допомагає кількісно прояснити, які сполуки є більш кислими, ніж інші; і, також, відкидаються як кислоти ті, чиї Ka мають надзвичайно малий порядок.

Деякі Ka можуть мати значення, які дорівнюють 10^-1 і 10^-5, та інші, мільйонні менші значення, такі як 10^-15 і 10^-35. Можна сказати, що останні, які мають зазначені кислотні константи, є надзвичайно слабкими кислотами і можуть бути відкинуті як такі..

Отже, яка з наступних молекул має найвищий Ka: CH₄, CH₃F, CH₂F₂ або CHF₃? Відповідь полягає в відсутності електронної щільності, δ +, у водніх ж.

Вимірювання

Але які критерії для стандартизації вимірювань Ка? Його величина може значно змінюватися в залежності від того, які види отримуватимуть H⁺. Наприклад, якщо: N - сильна база, Ka буде великим; але якщо, навпаки, вона є дуже слабкою базою, Ка буде малим.

Вимірювання ка використовуються з використанням найбільш поширених і найслабших з усіх основ (і кислот): води. Залежно від ступеня донорства Н⁺ до молекул Н₂Або при 25ºC і при тиску однієї атмосфери встановлюються стандартні умови для визначення кислотних констант для всіх сполук.

З цього виникає репертуар таблиць констант кислотності для багатьох сполук, як неорганічних, так і органічних.

Вона має дуже стабільні сполучені основи

Кислоти мають у своїх хімічних структурах дуже електронегативні атоми або одиниці (ароматичні кільця), які притягують електронні щільності навколишніх воднів, змушуючи їх стати частково позитивними і реактивними перед базою.

Після подачі протонів кислота перетворюється в підставу кон'югату; тобто негативний вид, здатний приймати H⁺ або подаруйте пару електронів. У прикладі молекули CF.₃H - його кон'югатна основа - CF₃^-:

CF₃^- + HN <=> CHF₃ + : N^-

Якщо CF₃^- це дуже стабільна сполучена база, баланс буде зміщуватися більше вліво, ніж вправо. Крім того, чим стійкіша буде кислота, тим більш реакційною і кислотною буде кислота.

Як дізнатися, наскільки вони стабільні? Все залежить від того, як ви маєте справу з новим негативним зарядом. Якщо вони здатні ефективно переміщати або поширювати збільшується електронну щільність, воно не буде доступним для використання при формуванні ланки з базою H.

Вони можуть мати позитивні витрати

Не всі кислоти мають водні атоми з електронним дефіцитом, але вони також можуть мати інші атоми, здатні приймати електрони, з або без позитивного заряду..

Як це? Наприклад, у трифториду бору, BF₃, атом B не має октету валентності, тому він може утворювати зв'язок з будь-яким атомом, який дає пару електронів. Якщо аніон F^- У його околиці відбувається наступна хімічна реакція:

BF₃ + F^- => BF₄^-

З іншого боку, вільні катіони металів, такі як Al³⁺, Zn²⁺, Na⁺, і т.д., вважаються кислотами, оскільки з їхнього середовища вони можуть приймати дотичні (координаційні) ланки багатих електронами видів. Крім того, вони реагують з іонами OH^- осаджують у вигляді гідроксидів металів:

Zn²⁺(ac) + 2OH^-(ac) => Zn (OH)₂s

Всі вони відомі як кислоти Льюїса, в той час як ті, які подають протони, є кислотами Бренстеда.

Ваші розчини мають значення рН менше 7

Більш конкретно, кислота, яка розчиняється в будь-якому розчиннику (що не помітно нейтралізує), генерує розчини з рН менше 3, хоча нижче 7 вважаються дуже слабкими кислотами..

Це можна перевірити за допомогою кислотно-основного індикатора, такого як фенолфталеїн, універсальний індикатор або фіолетовий сік капусти. Ті сполуки, які перетворюють кольори на ті, що вказані для низького рН, обробляють кислотами. Це один з найпростіших тестів для визначення присутності одного і того ж.

Те ж саме можна зробити, наприклад, для різних зразків ґрунту з різних частин світу, таким чином визначаючи їх значення рН, щоб разом з іншими змінними охарактеризувати їх.

І, нарешті, всі кислоти мають кислий смак, поки вони не настільки концентровані, як незворотно спалювати тканини мови.

Приклади кислот

Галогеніди водню

Всі галогеніди водню є кислими сполуками, особливо при розчиненні у воді:

-HF (плавикова кислота).

-HCl (соляна кислота).

-HBr (бромистоводородная кислота).

-HI (йодна кислота).

Оксокислоти

Оксокислоти є протонированними формами оксоанионов:

HNO₃ (азотна кислота).

H₂SO₄ (сірчана кислота).

H₃PO₄ (фосфорна кислота).

HClO₄ (хлорна кислота).

Суперкислоти

Суперкислоти є сумішшю кислоти Бренстеда і сильної кислоти Льюїса. Після змішування вони утворюють складні структури, де, згідно з деякими дослідженнями, Н⁺ "Стрибати" всередині них.

Його корозійна сила така, що вони мільярди разів сильніше, ніж H₂SO₄ концентрат Вони використовуються для розтріскування великих молекул, присутніх в сирому, у менших, розгалужених молекулах, і з великою доданою економічною цінністю.

-BF₃/ HF

-SbF₅/ HF

-SbF₅/ HSO₃F

-CF₃SO₃H

Органічні кислоти

Органічні кислоти характеризуються наявністю однієї або декількох карбоксильних груп (COOH), і серед них є:

-Лимонна кислота (присутній у багатьох плодах)

-Яблучна кислота (з зелених яблук)

-Оцтова кислота (з товарного оцту)

-Масляна кислота (з протухлого масла)

-Винна кислота (з вин)

-І сімейство жирних кислот.

Список літератури

1. Torrens H. Жорсткі і м'які кислоти і основи. [PDF] Взяті з: depa.fquim.unam.mx
2. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (3 травня 2018). Назви 10 поширених кислот. Отримано з: thoughtco.com
3. Серія "Chempages". Кислоти та основи: молекулярна структура та поведінка. Взяті з: chem.wisc.edu
4. Дезіель, Кріс. (27 квітня 2018). Загальна характеристика кислот і основ. Наука. Отримано з: sciencing.com
5. Піттсбургський суперкомп'ютерний центр (PSC). (25 жовтня 2000 р.). Отримано з: psc.edu.