Оксикислотні характеристики, як вони формуються, номенклатура і приклади

A оксикислоти або оксокислота є потрійна кислота, що складається з водню, кисню і неметалевого елемента, що утворює так званий центральний атом. Залежно від кількості атомів кисню і, отже, станів окислення неметалевого елемента, можуть утворюватися кілька оксацидів..

Ці речовини є чисто неорганічними; Однак вуглець може утворювати одну з найбільш відомих оксацидів: вуглекислоту, Н₂CO₃. Оскільки його хімічна формула доводить сама по собі, вона має три атоми O, один з C і два з H.

Два атоми Н H₂CO₃ вони вивільняються в середовище як H⁺, що пояснює його кислотні характеристики. Якщо водний розчин вуглекислоти нагрівається, він вивільняє газ.

Цей газ є вуглекислим газом, CO₂, неорганічна молекула, яка виникає при спалюванні вуглеводнів і клітинного дихання. Якщо СО були повернуті₂ до контейнера для води, Н₂CO₃ сформувалися б знову; тому оксикислота утворюється, коли певна речовина реагує з водою.

Ця реакція спостерігається не тільки для CO₂, але для інших неорганічних ковалентних молекул називають оксиди кислоти.

Оксикислоти представляють велику кількість застосувань, які важко описати в загальних рисах. Її застосування надзвичайно залежатиме від центрального атома і кількості кисень.

Їх можна використовувати з сполук для синтезу матеріалів, добрив і вибухових речовин навіть для аналітичних цілей або виробництва безалкогольних напоїв; як з вуглекислотою і фосфорною кислотою, Н₃PO₄, що входить до складу цих напоїв.

Індекс

• 1 Характеристики та властивості оксакислоти
  • 1.1. Гидроксигруппи
  • 1.2 Центральний атом
  • 1.3 Кислотна міцність
• 2 Як формуються оксациди?
  • 2.1 Навчальні приклади
  • 2.2 Металеві оксикислоти
• 3 Номенклатура
  • 3.1 Розрахунок валентності
  • 3.2 Призначити кислоту
• 4 Приклади
  • 4.1 Оксикислоти галогенної групи
  • 4.2 Оксикислоти групи VIA
  • 4.3 Оксикислоти бору
  • 4.4 Оксикислоти вуглецю
  • 4.5 Оксикислоти хрому
  • 4.6 Оксикислоти кремнію
• 5 Посилання

Характеристики та властивості оксациду

Гидроксигруппи

Верхнє зображення показує загальну формулу H.E.O для оксацидів. Як видно, воно має водень (H), кисень (O) і центральний атом (E); що для випадку вуглекислоти, це вуглець, C.

Водень у оксацидах зазвичай пов'язаний з атомом кисню, а не з центральним атомом. Фосфорна кислота, Н₃PO₃, являє собою конкретний випадок, коли один з атомів водню пов'язаний з атомом фосфору; тому його структурна формула найкраще представлена ​​як (OH)₂OPH.

Хоча для азотистої кислоти, HNO₂, має скелет H-O-N = O, тому він має гідроксильну групу (OH), яка дисоціює для вивільнення водню.

Таким чином, однією з основних характеристик оксациди є не тільки те, що він має кисень, але й те, що він подібний до групи ОГ.

З іншого боку, деякі оксациди мають те, що називається оксогрупою, E = O. У разі фосфористої кислоти вона має оксогрупу, P = O. Їм не вистачає атомів Н, тому вони "не несуть відповідальності" за кислотність.

Центральний атом

Центральний атом (Е) може бути або не бути електронегативним елементом, залежно від його розташування в блоці p періодичної таблиці. З іншого боку, кисень, елемент трохи більш електронегативний, ніж азот, притягує електрони з OH-зв'язку; таким чином, дозволяючи вивільнення іона Н⁺.

Отже, E пов'язаний з OH-групами. Коли виділяється іон Н⁺ відбувається іонізація кислоти; тобто набуває електричний заряд, який у його випадку є негативним. Оксикислота може вивільнити стільки H іонів⁺ як OH-групи мають у своїй структурі; і чим більше, тим більше негативний заряд.

Сірка для сірчаної кислоти

Сірчана кислота, поліпротична, має як молекулярну формулу Н₂SO₄. Ця формула також може бути записана наступним чином: (OH)₂SO₂, Щоб підкреслити, що сірчана кислота має дві гідроксильні групи, приєднані до сірки, її центральний атом.

Реакціями його іонізації є:

H₂SO₄ => H⁺    +     HSO₄^-

Потім випускається другий H⁺ решти групи ОГ, більш повільно до точки, де може бути встановлений баланс:

HSO₄^-    <=>   H⁺    +     SO₄^2-

Друга дисоціація є більш важкою, ніж перша, оскільки позитивний заряд повинен бути розділений (H⁺) подвійного негативного заряду (SO₄^2-).

Кислотність

Міцність майже всіх оксацидів, які мають один і той же центральний атом (не метал), зростає зі збільшенням ступеня окислення центрального елемента; що в свою чергу безпосередньо пов'язане зі збільшенням кількості атомів кисню.

Наприклад, показано три серії оксацидів, чиї сили кислотності впорядковані від найнижчого до найвищого:

H₂SO₃ < H₂SO₄

HNO₂ < HNO₃

HClO < HClO₂ < HClO₃ < HClO₄

У більшості оксикислот, які мають різні елементи з однаковим ступенем окислення, але належать до однієї групи періодичної таблиці, міцність кислоти зростає безпосередньо з електронегативністю центрального атома:

H₂SeO₃ < H₂SO₃

H₃PO₄ < HNO₃

HBrO₄ < HClO₄

Як утворюються оксациди?

Як згадувалося на початку, оксикислоти утворюються, коли певні речовини, звані оксидами кислоти, вступають у реакцію з водою. Це буде пояснено, використовуючи той же приклад вуглекислоти.

CO₂   +    H₂O     <=>    H₂CO₃

Оксид кислоти + вода => оксацид

Що відбувається це молекула Н₂Або ковалентно зв'язується з CO₂. Якщо вода видаляється теплом, то рівновагу зміщується до регенерації СО₂; гарячий газований напій втратить своє шипуче відчуття раніше, ніж холодний.

З іншого боку, кислотні оксиди утворюються, коли неметалевий елемент реагує з водою; хоча, точніше, коли реактивний елемент утворює оксид з ковалентним характером, розчинення якого у воді генерує іони H⁺.

Вже було сказано, що іони Н⁺ є продуктом іонізації утворюється оксикислоти.

Навчальні приклади

Хлорний оксид, Cl₂O₅, Реагує з водою з отриманням хлорної кислоти:

Cl₂O₅  +    H₂O => HClO₃

Сірчаний оксид, SO₃, Реагує з водою з утворенням сірчаної кислоти:

SO₃   +    H₂O => H₂SO₄

І періодичний оксид, I₂O₇, Реагує з водою з утворенням періодичної кислоти:

I₂O₇   +    H₂O => HIO₄

Окрім цих класичних механізмів утворення оксацидів, існують інші реакції з тією ж метою.

Наприклад, трихлорид фосфору, PCl₃, реагує з водою з отриманням фосфористої кислоти, оксакислоти і соляної кислоти, галогенводородной кислоти.

PCl₃    +    3H₂O => H₃PO₃ +      HCl

І пентахлорид фосфору, PCl₅, реагує з водою з отриманням фосфорної кислоти і соляної кислоти.

PCl₅   +    4 H₂O => H₃PO₄    +    HCl

Оксикислоти металів

Деякі перехідні метали утворюють кислотні оксиди, тобто вони розчиняються у воді, даючи оксикислоти.

Оксид марганцю (VII) (пермангановий безводний) Mn₂O₇ і оксид хрому (VI) є найбільш поширеними прикладами.

Mn₂O₇   +    H₂O => HMnO₄ (перманганова кислота)

CrO₃      +   H₂O => H₂CrO₄ (хромова кислота)

Номенклатура

Розрахунок валентності

Щоб правильно назвати оксацид, потрібно починати з визначення валентності або числа окислення центрального атома E. Починаючи з загальної формули HEO, розглядається наступне:

-О має валентність -2

-Валентність Н дорівнює +1

З огляду на це, окисне HEO є нейтральним, тому сума зарядів валентностей повинна дорівнювати нулю. Таким чином, ми маємо наступну алгебраїчну суму:

-2 + 1 + Е = 0

E = 1

Тому валентність E дорівнює +1.

Тоді треба вдатися до можливих валентностей, які можуть мати Е. Якщо між його валентностями знаходяться значення +1, +3 і +4, то Е тоді "працює" з її нижньою валентністю..

Назвіть кислоту

Щоб назвати HEO, ви починаєте, називаючи це кислотою, а потім назву E з суфіксами -ico, якщо ви працюєте з найвищою валентністю, u -oso, якщо ви працюєте з найменшою валентністю. Коли є три або більше, префікси гіпо- і пер- використовуються для позначення найменших і найбільших валентностей..

Отже, HEO буде називатися:

Кислота гіпо(назва E)ведмідь

Оскільки +1 є найменшою з трьох його валентностей. І якщо б це було HEO₂, тоді E має валентність +3, і вона буде називатися:

Кислота (назва Е)ведмідь

Так само для HEO₃, з E, що працює з валентністю +5:

Кислота (назва Е)ico

Приклади

Нижче наведено ряд оксацидів з відповідними номенклатурами.

Оксикислоти галогенової групи

Галогени втручаються, утворюючи оксациди з валентностями +1, +3, +5 і +7. Хлор, бром і йод можуть утворювати 4 типи оксацидів, що відповідають цим валентностям. Але тільки оксикислоти, які були приготовані з фтору, є гіпофтористою кислотою (HOF), яка нестабільна.

Коли оксикислоти групи використовують валентність +1, вона називається наступним чином: хлорнуватиста кислота (HClO); гипобромная кислота (HBrO); гипоидоновую кислоту (HIO); Гіпофторидна кислота (HOF).

При валентності +3 префікс не використовується і використовується тільки суфікс ведмедя. Ви маєте хлорні кислоти (HClO₂), bromoso (HBrO)₂), і Yodoso (HIO)₂).

З валентністю +5 префікс не використовується і використовується тільки суфікс ico. Ви маєте хлорні кислоти (HClO₃), brómico (HBrO)₃) і йоду (HIO)₃).

При роботі з валентністю +7 використовується префікс per і суфікс ico. Ви маєте хлорні кислоти (HClO₄), пербромний (HBrO)₄) і періодичний (HIO)₄).

Оксикислоти з групи VIA

Неметалічні елементи цієї групи мають найпоширеніші валентності -2, +2, +4 і +6, утворюючи в найвідоміших реакціях три оксациди..

З валентністю +2 використовується префікс hipo і суфікс ведмедя. Ви маєте гіпосульфатні кислоти (Н₂SO₂), гипоселеніальний (H₂SeO₂) і гіпотелурозо (H₂TeO₂).

При валентності +4 префікс не використовується і використовується суфікс ведмедя. Ви маєте сірчисті кислоти (H₂SO₃), селеновий (H₂SeO₃) і телусо (H)₂TeO₃).

А коли вони працюють з валентністю + 6, префікс не використовується і використовується суфікс ico. Вони мають сірчану кислоту (Н₂SO₄), селенові (H₂SeO₄) і теллуричні (H₂TeO₄).

Оксикислоти бору

Бор має валентність +3. У вас метаболічні кислоти (HBO₂), піроборичні (H₄B₂O₅) і ортоборний (H₃BO₃). Різниця полягає в кількості води, що реагує з борним оксидом.

Оксикислоти вуглецю

Вуглець має валентність +2 і +4. Приклади: валентність +2, вуглецева кислота (Н₂CO₂), а з валентністю +4 - вуглекислоту (Н₂CO₃).

Оксикислоти хрому

Хром має валентність +2, +4 і +6. Приклади: валентність 2, гіпохромна кислота (Н₂CrO₂); з валентністю 4, хромова кислота (H₂CrO₃); і з валентністю 6, хромова кислота (Н₂CrO₄).

Оксикислоти кремнію

Кремній має валентність -4, +2 і +4. Він має метасиликовую кислоту (Н₂SiO₃), а також пиросилициевую кислоту (Н₄SiO₄). Зауважимо, що в обох Si має +4 валентність, але різниця полягає в кількості молекул води, які реагували з його кислотним оксидом..

Список літератури

1. Уіттен, Девіс, Пек і Стенлі. (2008). Хімія (8-е изд.). CENGAGE Навчання.
2. Редактор (6 березня 2012 р.) Формулювання та номенклатура оксикислот. Отримано з: si-educa.net
3. Вікіпедія. (2018). Oxyacid Отримано з: en.wikipedia.org
4. Стівен С. Зумдал. (2019). Oxyacid Енциклопедія Британіка. Отримано з: britannica.com
5. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (31 січня 2018). Загальні сполуки оксикислоти. Отримано з: thoughtco.com