7 характеристик найважливіших кислот



Деякі з них характеристики кислот більш важливими є її фізичні властивості, її сила і здатність нейтралізувати основи, серед інших.

Кислоти є хімічними речовинами, здатними донувати іон гідронію (Н3O+), або як це зазвичай називають протоном (H+), у водному середовищі, або здатних утворювати зв'язки з іонами гідроксиду, або будь-яку речовину, здатну приймати пару електронів. 

Вони часто мають загальну формулу H-A, де H - протон, а "A" - загальний термін, пов'язаний з частиною непротонної кислоти.

Спочатку наші уявлення про кислотність походили від стародавніх греків, які визначали речовини «гіркого смаку» оксеїн, які мутували латинським словом для оцту, ацетум, який пізніше став "кислотним". 

Ці речовини не тільки мали гіркий смак, але й мали властивість змінювати колір лакмусового паперу.

Теоретичне структурування кислот почалося тоді, коли французький хімік Антуан Лоран Лавуазьє (1743-1796) звернув увагу на класифікацію кислот і основ. Його ідея полягала в тому, що всі кислоти містили більш-менш конкретну "сутність", що відповідала за їх кислотність і не просто відрізнялася.

На жаль, Лавуазьє помилково вважав, що речовина оксеін-ген це був, як він називав, атом кисню. На початку 19-го століття англійський хімік Хамфрі Деві (1778-1829) показав, що кисень не може бути відповідальним за кислотність, оскільки існували численні кислоти, що не містили кисню (LESNEY, 2003)..

Десятиліттями пізніше ідея кислотності, пов'язаної з наявністю водню, була запропонована Юстусом фон Лібіхом (1803-1873). На полі з'явилася ясність, коли в 1890-х роках Сванте Август Арреніус (1859-1927) визначив кислоти як "речовини, що доставляють катіони водню до розчину" (Encyclopædia Britannica, 1998).

Основні характеристики кислот

1 - Фізичні властивості

Кислоти мають аромат, що стоїть надмірності, кислота і їх запах часто спалює ніздрі.

Вони являють собою рідини з липкою або масляною текстурою і мають здатність змінювати колір лакмусового паперу і помаранчевого кольору від метилу до червоного (Властивості кислот і основ, С.Ф.).

2 - Можливість генерування протонів

У 1923 році датський хімік Йоханнес Ніколаус Бронстед і англійський хімік Томас Мартін Лоурі ввели теорію Бренстеда і Лоурі, яка підтверджує, що будь-яка сполука, яка може передати протон в будь-яке інше з'єднання, є кислотою (Encyclopædia Britannica, 1998). Наприклад, у випадку соляної кислоти:

HCl → H+ + Cl-

Теорія Бренстеда і Лоурі не пояснювала кислотну поведінку деяких речовин. У 1923 році американський хімік Гілберт Н. Льюїс вводить свою теорію, в якій кислота розглядається як будь-яка сполука, яка в хімічній реакції здатна приєднатися до пари електронів, не розділених в іншій молекулі (Encyclopædia Britannica, 1998).

Таким чином, такі іони, як Cu2+, Віра2+ і Віра3+ вони мають здатність з'єднувати пари вільних електронів, наприклад, з води для отримання протонів таким чином:

 Cu2+ + 2H2O → Cu (OH)2 + 2H+

3- Міцність кислоти

Кислоти класифікуються як сильні кислоти і слабкі кислоти. Міцність кислоти пов'язана з її константою рівноваги, отже для випадку кислот зазначені константи називаються константами кислотності Ka.

Таким чином, сильні кислоти мають велику константу кислотності, тому вони, як правило, повністю дисоціюють. Прикладами цих кислот є сірчана кислота, соляна кислота і азотна кислота, кислотні константи яких настільки великі, що не можуть бути виміряні у воді.

З іншого боку, слабкою кислотою є та, чия константа дисоціації низька, тому вона знаходиться в хімічному рівновазі. Прикладами цих кислот є оцтова кислота і молочна кислота і азотиста кислота, кислотні константи яких становлять близько 10%.-4. На фіг.1 показані різні константи кислотності для різних кислот.

4- рН менше 7

Шкала рН вимірює рівень лужності або кислотності розчину. Шкала змінюється від нуля до 14. А рН менше 7 є кислим. Значення рН більше 7 є основним. Середина 7 являє собою нейтральний pH. Нейтральний розчин не є ні кислотою, ні лугом.

Шкала рН отримують відповідно до концентрації Н+ в розчині і обернено пропорційна їй. Кислоти, збільшуючи концентрацію протонів, знижують рН розчину.

5- Здатність нейтралізувати основи

У своїй теорії Арреніус припускає, що кислоти, здатні генерувати протони, реагують з гідроксилами основ для утворення солі і води наступним чином:

HCl + NaOH → NaCl + H2O.

Ця реакція називається нейтралізацією і є основою аналітичної техніки, званої титруванням (Bruce Mahan, 1990)..

6- Зменшення оксидної ємності

Враховуючи його здатність продукувати заряджені види, кислоти використовують як засіб для перенесення електронів в окисно-відновних реакціях.

Кислоти також мають тенденцію до зменшення, оскільки вони мають здатність приймати вільні електрони. Кислоти містять іони Н+. Вони схильні брати електрони і утворювати водень.

2H+ +2е- → H2

Метали не мають жорсткого контролю над своїми електронами. Вони відмовляються від них без особливої ​​боротьби і утворюють іони металів.

Віра → Віра2++2е-

Тому, коли ви ставите нігті заліза в кислоту, іони Н + вони захоплюють електрони з заліза. Залізо перетворюється на розчинні іони Fe2 +, і твердий метал поступово зникає. Реакція:

Fe + 2H+ → Віра2++ H2

Це відоме як кислотна корозія. Кислоти не тільки роз'їдають метали шляхом їх розчинення, але й реагують з органічними сполуками, такими як ті, що складають мембрану клітини.

Ця реакція зазвичай є екзотермічною, що викликає сильні опіки при контакті з шкірою, тому з цим типом речовини необхідно поводитися обережно. Рисунок 3 - код безпеки, коли речовина є корозійною.

7 - Кислотний каталіз

Прискорення хімічної реакції шляхом додавання кислоти відомо як кислотний каталіз. Зазначена кислота не споживається в реакції.

Каталітична реакція може бути специфічною для кислоти, як у випадку розкладання цукрового цукру в глюкозу і фруктозу в сірчану кислоту, або вона може бути загальною для будь-якої кислоти..

Механізм реакцій, що каталізуються кислотою і підставою, пояснюється з точки зору концепції кислот Бронштеда-Лоурі та підстав як того, в якому відбувається початковий перенесення протонів з кислотного каталізатора на реагент (Encyclopædia Britannica, 1998).

Взагалі, реакції, в яких залучений електрофіл, каталізуються в кислому середовищі, або електрофільні додатки або заміни..

Прикладами кислотного каталізу є нітрування бензолу в присутності сірчаної кислоти (Фігура 4а), гідратація етену для отримання етанолу (Фігура 4b), реакції етерифікації (Фігура 4c) і гідроліз ефірів (Фігура 4d) (Clark, 2013). ).

Список літератури

  1. Брюс Махан, Р. М. (1990). Заняття в коледжі хімії четвертого видання. Вілмінгтон: Аддісон-Веслі Ібероамерикана С.А..
  2. Clark, J. (2013, 20 грудня). Приклади кислотного каталізу в органічній хімії. Отримано з chem.libretexts.org.
  3. Енциклопедія Британіка. (1998, 20 липня). Кислотно-основний каталіз. Відновлено з britannica.com.
  4. Енциклопедія Британіка. (1998, 21 грудня). Теорія Арреніуса. Відновлено з britannica.com.
  5. Енциклопедія Британіка. (1998, 20 липня). Теорія Бренстеда-Лоурі. Відновлено з britannica.com.
  6. Енциклопедія Британіка. (1998, 20 липня). Теорія Льюїса. Відновлено з britannica.com.
  7. ЛЕСНЕ, М. С. (2003, березень). Хімія Хроніки Основна історія кислот - від Арістотеля до Арнольда. Отримано з pubs.acs.org.
  8. Властивості кислот і основ. (S.F.). Отримано з sciencegeek.net.