Силни киселинни свойства и примери

а силна киселина е всяко съединение, способно да освобождава напълно и необратимо протони или водородни йони, Н⁺. Бидейки толкова реактивни, голям брой видове са принудени да приемат тези H⁺; например, вода, чието смесване става потенциално опасно с обикновен физически контакт.

Киселината дарява протон на вода, която функционира като основа за образуване на хидрониев йон, Н₃О⁺. Концентрацията на хидрониевия йон в разтвор на силна киселина е равна на концентрацията на киселината ([Н₃О⁺] = [HAc]).

На снимката по-горе имаме бутилка солна киселина, HCl, с концентрация 12М. Колкото по-висока е концентрацията на киселина (слаба или силна), толкова по-внимателна трябва да бъде тя при боравенето с нея; Ето защо бутилката показва пиктограмата на ръката, наранена от корозионното свойство на капка киселина, попадаща върху нея.

Силните киселини са вещества, които трябва да бъдат манипулирани с пълно съзнание за техните възможни ефекти; Работейки с тях внимателно, можете да се възползвате от техните свойства за многократна употреба, като един от най-често срещаните средства за синтез или разтваряне на пробите.

индекс

• 1 Свойства на силна киселина
  • 1.1. Дисоциация
  • 1.2 рН
  • 1.3 pKa
  • 1.4 Корозия
• 2 Фактори, които влияят на силата ви
  • 2.1 Електронегативност на нейната спрегната база
  • 2.2 Радио на конюгатната база
  • 2.3 Брой кислородни атоми
• 3 Примери
• 4 Препратки

Свойства на силна киселина

дисоциация

Една силна киселина дисоциира или йонизира 100% във воден разтвор, приемайки двойка електрони. Дисоциацията на киселина може да бъде схематизирана със следното химическо уравнение:

HAc + H₂O => A^-       +       Н₃О⁺

Когато HAc е силната киселина, и А^- неговата конюгатна база.

Йонизацията на силна киселина е процес, който обикновено е необратим; В слабите киселини, от друга страна, йонизацията е обратима. В уравнението е показано, че Н₂Или е този, който приема протона; Обаче, алкохоли и други разтворители също могат да го направят.

Тази тенденция за приемане на протони варира от вещество към вещество и по този начин киселинната сила на HAc не е еднаква във всички разтворители.

рН

РН на силна киселина е много ниско, като е между 0 и 1 рН единици. Например, 0.1 М разтвор на НС1 има рН 1.

Това може да се демонстрира с помощта на формулата

pH = - log [H⁺]

Може да се изчисли рН на 0,1 М разтвор на НС1, след това да се приложи

pH = -log (0.1)

Получаване на рН 1 за 0.1 М разтвор на НС1.

рКа

Силата на киселините е свързана с техния pKa. Хидрониевият йон (Н₃О⁺), например, има рКа от -1.74. Като цяло, силните киселини имат рКа с повече отрицателни стойности от -1.74 и следователно са по-кисели от Н₃О⁺.

PKa експресира по определен начин тенденцията на дисоцииране на киселината. Колкото по-ниска е стойността му, толкова по-силна и по-агресивна ще бъде киселината. Поради тази причина е удобно да се изрази относителната сила на киселина от стойността на неговата рКа.

корозия

Като цяло силните киселини се класифицират като корозивни. Има обаче изключения за това предположение.

Например, флуороводородна киселина е слаба киселина и все пак тя е силно корозивна и е способна да усвоява стъкло. Поради това трябва да се борави с пластмасови бутилки и при ниски температури.

От друга страна, силна киселина като карборанова супер киселина, която въпреки, че е милиони пъти по-силна от сярната киселина, не е корозивна.

Фактори, които влияят на силата ви

Електроотрицателност на нейната спрегната база

Тъй като преминаването в дясно се случва в периода на периодичната таблица, отрицателността на елементите, които съставляват спрегнатата база, се увеличава.

Наблюдението на период 3 от периодичната таблица показва, например, че хлорът е по-електроотрицателен от сярата и, от своя страна, сярата е по-електроотрицателна от фосфора.

Това е в съответствие с факта, че солната киселина е по-силна от сярната киселина, а последната е по-силна от фосфорната киселина.

Чрез увеличаване на електроотрицателността на конюгатната основа на киселината, тя повишава стабилността на основата и следователно намалява неговата склонност към прегрупиране с водород за регенериране на киселината..

Трябва да се имат предвид обаче и други фактори, тъй като това само по себе си не е решаващо.

Конюгиран радиус на основата

Силата на киселината също зависи от радиуса на конюгатната му основа. Наблюдението на VIIA групата на периодичната таблица (халогени) показва, че атомните радиуси на елементите, съставляващи групата, имат следната връзка: I> Br> Cl> F.

Също така киселините, които образуват, запазват същия низходящ ред на силата на киселините:

HI> НВг> НС1> HF

В заключение, увеличаването на атомния радиус на елементите от същата група на периодичната таблица увеличава в същата посока силата на киселината, която се формира.

Това се обяснява с отслабването на H-Ac връзката чрез лошо припокриване на неравните атомни орбитали по размер.

Брой кислородни атоми

Силата на една киселина в серия от оксациди зависи от броя на кислородните атоми в конюгираната база.

Молекулите, които имат най-голям брой кислородни атоми, съставляват вида с по-голяма киселинна сила. Например, азотна киселина (HNO)₃) е по-силна киселина от азотиста киселина (HNO)₂).

От друга страна, перхлорна киселина (HClO₄) е по-силна киселина от хлорна киселина (HClO₃). И накрая, хипохлористата киселина (HClO) е най-ниската сила на серията.

Примери

Силни киселини могат да бъдат илюстрирани в низходящия ред на киселинната сила по-долу: HI> HBr> HClO₄ НС1> Н₂SW₄ > СН2СН2S0Н (толуенсулфонова киселина)> HNO₃.

Всички те, както и другите, споменати досега, са примери за силни киселини.

HI е по-силна от HBr, защото H-I връзката се скъсва по-лесно, тъй като е по-слаба. HBr превишава киселинността HClO₄ защото, въпреки голямата стабилност на ClO аниона₄^- чрез преместване на отрицателния заряд, H-Br връзката остава по-слаба от О-връзката₃СЮ-Н.

Обаче, присъствието на четири кислородни атома се връща към HClO₄ повече киселина, отколкото НС1, която няма кислород.

След това НС1 е по-силен от Н₂SW₄ защото атомът С1 е по-електроотрицателен, отколкото серен атом; и Н₂SW₄ от своя страна той превишава в киселинност до CH₃C₆H₄SO₃H, който има един по-малко кислороден атом и връзката, която държи водород заедно, също е по-малко полярна.

Накрая, HNO₃ е най-слабият от всички за наличието на азотен атом, вторият период на периодичната таблица.

препратки

1. Университет Shmoop. (2018). Свойства, определящи силата на киселината. Изтеглено от: shmoop.com
2. Книги на Уики. (2018). Обща химия / Свойства и теории за киселини и основи. Получено от: en.wikibooks.org
3. Информация за киселини (2018). Солна киселина: свойства и приложения на този разтвор. Взето от: acidos.info
4. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (22 юни 2018 г.). Силна киселинна дефиниция и примери. Взето от thoughtco.com
5. Уитън, Дейвис, Пек и Стенли. (2008 г.). Химия. (8-мо изд.). CENGAGE Обучение.