Характерни киселини и примери

на киселина те са съединения с високи тенденции на даряване на протони или приемане на двойка електрони. Има много дефиниции (Bronsted, Arrhenius, Lewis), които характеризират свойствата на киселините и всеки от тях се допълва, за да се изгради глобален образ на този тип съединения..

От предишната перспектива всички известни вещества могат да бъдат киселинни, но само такива, които се открояват доста над другите, се считат за такива. С други думи: ако дадено вещество е изключително слаб донор на протони, в сравнение с вода, например, може да се каже, че не е киселина.

Ако е така, какви са киселините и техните естествени източници? Типичен пример за тях може да се намери в много плодове: като цитрусови плодове. Лимонадите имат характерен вкус, дължащ се на лимонена киселина и други компоненти.

Езикът може да открие присъствието на киселини, както и с други аромати. В зависимост от нивото на киселинност на споменатите съединения, вкусът става по-непоносим. По този начин езикът функционира като органолептична мярка за концентрацията на киселини, по-специално концентрацията на хидрониевите йони (Н₃О⁺).

От друга страна, киселините се намират не само в храната, но и в живите организми. По същия начин почвите представят вещества, които могат да ги характеризират като киселини; такъв е случаят с алуминий и други метални катиони.

индекс

• 1 Характеристики на киселините
  • 1.1 Те имат лоши водороди в електронната плътност
  • 1.2 Сила или постоянна киселинност
  • 1.3 Тя има много стабилни конюгирани бази
  • 1.4 Те могат да имат положителни разходи
  • 1.5 Вашите разтвори имат стойности на рН под 7
• 2 Примери за киселини
  • 2.1 Водородни халогениди
  • 2.2 Оксокиселини
  • 2.3 Суперкиселини
  • 2.4 Органични киселини
• 3 Препратки

Характеристики на киселините

Какви характеристики трябва да има съединението, съгласно съществуващите определения, да се считат за киселинни?

Трябва да могат да генерират Н йони⁺ и ОН^- когато се разтваря във вода (Arrhenius), тя трябва да дарява протони на други видове много лесно (Bronsted) или накрая, тя трябва да може да приеме двойка електрони, като е отрицателно заредена (Lewis).

Тези характеристики обаче са тясно свързани с химическата структура. Така научавайки се да анализираме, можем да извлечем неговата сила на киселинност или няколко съединения, които от двете са най-киселинни.

Те имат лоши водороди в електронната плътност

За метановата молекула, СН₄, нито един от неговите водород не представлява електронен дефицит. Това е така, защото разликата в електронегативността между въглерода и водорода е много малка. Но ако един от H-атомите е заменен с флуор, тогава ще има забележителна промяна в диполния момент: H₂FC-Н.

Н преживява изместване на електронния си облак към съседния атом, свързан с F, който е равен, δ + се увеличава. Отново, ако друг Н е заменен с друг F, то молекулата ще остане като: HF₂C-Н.

Сега δ + е още по-голяма, тъй като те са два атома на F, силно електронегативни, които изваждат електронната плътност от C, а последната, следователно, при Н. Ако процесът на заместване продължи, той най-накрая ще бъде получен: F₃C-Н.

В тази последна молекула Н тя представлява, като следствие от трите атома на съседния F, значителен електронен дефицит. Това δ + не остава незабелязано за всички видове, богати достатъчно на електрони, за да отстрани това Н и по този начин, F₃CH се зарежда отрицателно:

F₃C-Н + : N^- (отрицателни видове) => F₃C:^- + НN

Горното химическо уравнение може да се разглежда и по следния начин: F₃CH дава протон (Н⁺, на Н веднъж отделен от молекулата) а: N; или, F₃CH получава пари от електрони Н да бъдат дарени на последната друга двойка от: N^-.

Константа на якост или киселинност

Колко F₃C:^- присъства в разтварянето? Или колко молекули F₃CH може да дари водород на водород на N? За да се отговори на тези въпроси, е необходимо да се определи концентрацията на F₃C:^- или на НN и, използвайки математическо уравнение, за да се установи числена стойност, наречена константа на киселинност, Ka.

Докато повече молекули F₃C:^- или HN, повече киселина ще бъде F₃CH и по-голямото ви Ka. По този начин Ка помага да се изяснят количествено кои съединения са по-кисели от други; и също така изхвърля като киселини онези, чиито Ка са с изключително малък ред.

Някои Ка могат да имат стойности около 10^-1 и 10^-5, и други, милионни по-малки стойности като 10^-15 и 10^-35. Тогава може да се каже, че последните, притежаващи посочените киселинни константи, са изключително слаби киселини и могат да се изхвърлят като такива..

Така че коя от следните молекули има най-високата Ка: СН₄, СН₃F, CH₂F₂ или CHF₃? Отговорът се крие в липсата на електронна плътност, δ +, в водородите на същото.

размери

Но какви са критериите за стандартизиране на измерванията на Ка? Неговата стойност може да варира значително в зависимост от това кои видове ще получат Н⁺. Например, ако: N е силна база, Ka ще бъде голяма; но ако, напротив, тя е много слаба основа, Ка ще бъде малка.

Ка измерванията се правят, като се използва най-често срещаната и най-слаба от всички бази (и киселини): вода. В зависимост от степента на даряване на Н⁺ към Н молекулите₂Или при 25 ° С и при налягане от една атмосфера се установяват стандартните условия за определяне на киселинните константи за всички съединения.

От това възниква репертоар от таблици с константи на киселинност за много съединения, както неорганични, така и органични.

Той има много стабилни конюгирани бази

Киселините имат в своите химически структури много електроотрицателни атоми или единици (ароматни пръстени), които привличат електронни плътности на околните водороди, което ги кара да станат частично положителни и реактивни преди база.

След като протоните са дарени, киселината се трансформира в конюгатна база; т.е. отрицателен вид, способен да приеме Н⁺ или дарете един чифт електрони. В примера на CF молекулата₃Н неговата конюгирана основа е CF₃^-:

CF₃^- + HN <=> CHF₃ + : N^-

Ако CF₃^- това е много стабилна спрегната база, балансът ще бъде изместен повече вляво, отколкото надясно. Също така, колкото по-стабилна е киселината, толкова по-реактивна и кисела ще бъде киселината.

Как да знаем колко стабилни са те? Всичко зависи от това как се справяте с новия отрицателен заряд. Ако те могат да го преместят или разпространят нарастващата електронна плътност ефективно, тя няма да бъде достъпна за използване при формирането на връзката с основата Н.

Те могат да имат положителни обвинения

Не всички киселини имат водород с електронен дефицит, но могат да имат и други атоми, способни да приемат електрони, със или без положителен заряд.

Как е това? Например, в борен трифлуорид, BF₃, атомът на В няма октет на валентност, така че може да образува връзка с всеки атом, който дава двойка електрони. Ако е анион F^- В околността му се извършва следната химическа реакция:

BF₃ + F^- => BF₄^-

От друга страна, свободните метални катиони, като Al³⁺, Zn²⁺, Na⁺, т.н. По същия начин те реагират с OH-йони^- за утаяване като метални хидроксиди:

Zn²⁺(ас) + 2ОН^-(ac) => Zn (OH)₂(S)

Всички те са известни като киселини на Луис, докато тези, които даряват протони, са киселини на Бронстед.

Вашите разтвори имат стойности на рН под 7

По-конкретно, киселина, която се разтваря във всеки разтворител (който не я неутрализира значително), генерира разтвори с рН по-малко от 3, въпреки че под 7 се считат за много слаби киселини..

Това може да се провери чрез използването на киселинно-основен индикатор, като фенолфталеин, универсален индикатор или лилав сок от зеле. Тези съединения, които превръщат цветовете в тези, показани за ниско рН, се третират с киселини. Това е един от най-простите тестове, за да се определи наличието на същото.

Същото може да се направи, например, за различни почвени проби от различни части на света, като по този начин се определят техните стойности на рН, за да ги характеризират, заедно с други променливи,.

И накрая, всички киселини имат кисел вкус, стига да не са толкова концентрирани, че да необратимо изгарят тъканите на езика.

Примери за киселини

Халогениди на водород

Всички водородни халогениди са киселинни съединения, особено когато се разтварят във вода:

-HF (флуороводородна киселина).

-HCl (солна киселина).

-HBr (бромоводородна киселина).

-HI (йодна киселина).

oxoacids

Оксокиселините са протонирани форми на оксоаниони:

HNO₃ (азотна киселина).

Н₂SW₄ (сярна киселина).

Н₃PO₄ (фосфорна киселина).

HClO₄ (перхлорна киселина).

Супер киселини

Суперкиселините са смес от киселина на Бронстед и силна киселина на Люис. Веднъж смесени, те образуват сложни структури, където според някои изследвания, H⁺ "Скочи" вътре в тях.

Неговата корозивна сила е такава, че те са милиарди пъти по-силни от Н₂SW₄ концентрирани. Те се използват за пукнатини на големи молекули, присъстващи в суровия, в по-малки, разклонени молекули и с голяма добавена икономическа стойност.

-BF₃/ HF

-SBF₅/ HF

-SBF₅/ HSO₃F

-CF₃SW₃Н

Органични киселини

Органичните киселини се характеризират с една или повече карбоксилни групи (СООН), и сред тях са:

-Лимонена киселина (присъства в много плодове)

-Ябълчена киселина (от зелени ябълки)

-Оцетна киселина (от търговски оцет)

-Маслена киселина (от гранясало масло)

-Винена киселина (от вина)

-И семейството на мастни киселини.

препратки

1. Torrens H. Твърди и меки киселини и основи. [PDF]. Взето от: depa.fquim.unam.mx
2. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (3 май, 2018 г.). Имена на 10 обикновени киселини. Изтеглено от: thoughtco.com
3. Хемипаж Неториал. Киселини и основи: молекулярна структура и поведение. Взето от: chem.wisc.edu
4. Дезил, Крис. (27 април 2018 г.). Общи характеристики на киселини и основи. Sciencing. Изтеглено от: sciencing.com
5. Център за суперкомпютри Питсбърг (PSC). (25 октомври 2000 г.). Изтеглено от: psc.edu.