Характеристики на Hidrácidos, номенклатура, употреби и примери

на hidrácidos или бинарни киселини са съединения, разтворени във вода, които са съставени от водород и неметален елемент: водородни халогениди. Нейната обща химична формула може да бъде изразена като HX, където H е водороден атом и X неметален елемент.

X може да принадлежи към група 17, халогени или да групира 16 елемента, без да включва кислород. За разлика от оксокиселините, въглеводородите нямат кислород. Тъй като хидроцидите са ковалентни или молекулярни съединения, трябва да се има предвид H-X връзката. Това е от голямо значение и определя характеристиките на всяка хидратидна киселина.

Какво може да се каже за H-X връзката? Както може да се види от изображението по-горе, съществува постоянен диполен момент, създаден от различните електроотрицания между H и X. Тъй като X обикновено е по-електроотрицателен от H, той привлича електронния си облак и завършва с отрицателен частичен заряд δ.-.

От друга страна, H, когато дава част от своята електронна плътност на X, завършва с частичен положителен заряд δ +. Колкото по-отрицателен е δ-, толкова по-богат на електрони ще бъде X и по-голям ще бъде електронният дефицит на H. Следователно, в зависимост от това кой елемент е X, хидразидът може да бъде повече или по-малко полярна..

Изображението също така разкрива структурата на хидратидите. H-X е линейна молекула, която може да взаимодейства с друга чрез един от своите краища. Колкото по-полярен е HX, неговите молекули взаимодействат с по-голяма сила или афинитет. В резултат на това точките на варене или топене ще се увеличат.

Обаче, H-X-H-X взаимодействията са все още достатъчно слаби, за да създадат твърд хидразид. Следователно в условията на налягане и околна температура са газообразни вещества; с изключение на HF, който се изпарява над 20 ° C.

Защо? Тъй като HF е способен да образува силни водородни връзки. Докато другите хидразиди, чиито неметални елементи са по-малко електронегативни, трудно могат да бъдат в течна фаза под 0 ° С. НС1, например, кипи при -85 ° С.

Хидратичните киселинни вещества ли са? Отговорът се крие в частичния положителен заряд δ + върху водородния атом. Ако δ + е много голям или H-X връзката е много слаба, тогава HX ще бъде силна киселина; Както при всички въглеводороди на халогените, след като съответните им халиди се разтворят във вода.

индекс

• 1 Характеристики
  • 1.1 Физически
  • 1.2 Химическа
• 2 Номенклатура
  • 2.1 Безводната форма
  • 2.2 Във воден разтвор
• 3 Как се формират?
  • 3.1 Директно разтваряне на водородни халогениди
  • 3.2 Разтваряне на соли на неметали с киселини
• 4 Използване
  • 4.1 Почистващи средства и разтворители
  • 4.2 Киселинни катализатори
  • 4.3 Реагенти за синтез на органични и неорганични съединения
• 5 Примери
  • 5.1 HF, флуороводородна киселина
  • 5.2 H2S, сероводород
  • 5,3 HC1, солна киселина
  • 5.4 HBr, бромоводородна киселина
  • 5.5 H2Te, телуринова киселина
• 6 Препратки

функции

физически

-Видимо всички хидрокиселини са прозрачни разтвори, тъй като HX са много разтворими във вода. Те могат да имат жълтеникави тонове в съответствие с концентрациите на разтворения HX.

-Те са пушачи, което означава, че излъчват плътни, корозивни и дразнещи пари (някои от тях дори са гадени). Това е така, защото молекулите HX са много летливи и взаимодействат с водната пара на средата около разтворите. В допълнение, HX в неговите безводни форми са газообразни съединения.

-Хидратидите са добри проводници на електричество. Въпреки че HX са газообразни видове при атмосферни условия, когато се разтварят във вода, те освобождават йони (Н⁺X^-), които позволяват преминаването на електрически ток.

-Неговите точки на кипене са по-добри от тези на неговите безводни форми. Тоест, HX (ac), който означава хидразид, кипи при температури по-високи от НХ (g). Например, хлороводород, HCl (g), кипи при -85 ° С, но солна киселина, нейната хидратичност, около 48 ° С.

Защо? Тъй като HX газовите молекули са заобиколени от водни молекули. Между тях могат да се появят два вида взаимодействия едновременно: водородни връзки, HX - H₂О - НХ, или солватиране на йони, Н₃О⁺(ac) и X^-(Воден разтвор). Този факт е пряко свързан с химичните характеристики на хидрокиселините.

химически

Хидразидите са много киселинни разтвори, така че имат H-протони₃О⁺ реагират с други вещества. Откъде идва Н?₃О⁺? От водородния атом с частичен положителен заряд δ +, който се дисоциира във вода и завършва ковалентно в водна молекула:

HX (ac) + H₂O (l) <=> X^-(ac) + H₃О⁺(Воден)

Забележете, че уравнението съответства на реакция, която създава равновесие. Когато образуването на X^-(ac) + H₃О⁺(ac) е термодинамично много предпочитан, HX ще освободи киселинния си протон във вода; и след това, с Н₃О⁺ като негов нов "носител", той може да реагира с друго съединение, дори ако последното не е силна основа.

Горното обяснява киселинните характеристики на хидроцидите. Такъв е случаят за всички HX, разтворени във вода; но някои произвеждат по-кисели разтвори от други. Защо? Причините могат да бъдат много сложни. Не всички HX (ac) благоприятстват предишното равновесие вдясно, т.е. към X^-(ac) + H₃О⁺(Воден).

вкисналост

И изключение се наблюдава при флуороводородна киселина, HF (ac). Флуорът е много електроотрицателен, следователно съкращава разстоянието на H-X връзката, засилвайки я срещу разрушаването му от действието на водата..

По същия начин, връзката H-F има много по-добро припокриване за причините за атомните радиостанции. За разлика от това, H-Cl, H-Br или H-I връзките са по-слаби и са склонни да се дисоциират напълно във вода, до точката на скъсване с равновесието, което е било повишено преди това.

Това е така, защото другите халогени или халкогени (например сяра) имат по-големи атомни радиуси и следователно по-обемни орбитали. В резултат, H-X връзката има по-лошо орбитално припокриване, тъй като X е по-голям, което от своя страна оказва влияние върху киселинната сила, когато е в контакт с вода..

По този начин намаляващият ред на киселинност за водородите на халогените е както следва: HF< HCl

номенклатура

Безводната форма

Как се наричат ​​хидратидите? В техните безводни форми, HX (g), те трябва да бъдат споменати като диктувани за водородни халогениди: чрез добавяне на суфикс -uro към края на техните наименования..

Например, HI (g) се състои от халид (или хидрид), образуван от водород и йод, поради което неговото име е: йодзубър на водород. Тъй като неметалите обикновено са по-електронегативни от водорода, той има окислителен брой +1. В NaH, от друга страна, водородът има окислителен брой -1.

Това е друг непряк начин за диференциране на молекулни хидриди от халогени или водородни халогениди от други съединения.

След като HX (g) влезе в контакт с водата, той е представен като HX (ac) и след това хидразидът е.

Във воден разтвор

За да назове хидразид, HX (ac), суфиксът -uro на неговите безводни форми трябва да бъде заменен с наставка -hidric. И на първо място трябва да се спомене като киселина. По този начин, за предишния пример, HI (ac) се нарича: acid yodвода.

Как се формират?

Директно разтваряне на водородни халогениди

Хидразидите могат да се образуват чрез просто разтваряне на съответните им водородни халогениди във вода. Това може да бъде представено чрез следното химическо уравнение:

HX (g) => HX (ac)

HX (g) е много разтворим във вода, така че няма баланс на разтворимост, за разлика от неговата йонна дисоциация за освобождаване на киселинни протони..

Въпреки това, съществува синтетичен метод, който е предпочитан, защото използва соли или минерали като суровина, като ги разтваря при ниски температури със силни киселини..

Разтваряне на соли на неметали с киселини

Ако трапезната сол, NaCl, се разтвори с концентрирана сярна киселина, се получава следната реакция:

NaCl (s) + Н₂SW₄(ас) => HCl (ac) + NaHSO₄(Воден)

Сярна киселина дарява един от своите киселинни протони на хлорид анион^-, превръщайки я в солна киселина. От тази смес може да се избегне хлороводород, HCl (g), защото е много летлив, особено ако концентрацията му във вода е много висока. Другата получена сол е натриева киселина сулфат, NaHS04₄.

Друг начин за производството му е да замени сярната киселина с концентрирана фосфорна киселина:

NaCl (s) + Н₃PO₄(ас) => HCl (ac) + NaH₂PO₄(Воден)

H₃PO₄ той реагира по същия начин като Н₂SW₄, производство на солна киселина и фосфат на натриев диацид. NaCl е източникът на Cl аниона^-, така че за да синтезират другите хидразиди се нуждаете от соли или минерали, които съдържат F^-, Br^-, аз^-, S^2-, и т.н..

Но използването на Н₂SW₄ или Н₃PO₄ тя ще зависи от неговата окислителна сила. H₂SW₄ Той е много силен окислител, до степен, че окислява дори Br^- и аз^- към молекулярните си форми Br₂ и аз₂; първата е червеникава течност, а втората - пурпурна. Следователно, Н₃PO₄ представлява предпочитана алтернатива в такъв синтез.

приложения

Почистващи средства и разтворители

Хидратидите по същество се използват за разтваряне на различни видове материи. Това е така, защото те са силни киселини и умерено могат да почистват всяка повърхност.

Техните киселинни протони се добавят към съединенията на примесите или замърсяванията, което ги прави разтворими във водната среда и след това се отвеждат от водата..

В зависимост от химичната природа на споменатата повърхност може да се използва хидразид или друго. Например, флуороводородна киселина не може да се използва за почистване на стъкло, тъй като тя ще се разтвори веднага. Хлороводородна киселина се използва за отстраняване на петна върху плочки за плувен басейн.

Също така те могат да разтварят скали или твърди проби и след това да се използват за аналитични или производствени цели при малки или големи скали. При йонообменната хроматография се използва разредена солна киселина за почистване на колоната от останалите йони.

Киселинни катализатори

Някои реакции изискват много киселинни разтвори, за да се ускорят и да се намали времето, което се случва. Тук влизат хидратидите.

Пример за това е използването на йодоводородна киселина в синтеза на ледена оцетна киселина. Нефтената промишленост също се нуждае от хидратиди в рафинерийните процеси.

Реагенти за синтез на органични и неорганични съединения

Хидратидите не само осигуряват киселинни протони, но също и техните съответни аниони. Тези аниони могат да реагират с органично или неорганично съединение, за да образуват специфичен халогенид. По този начин могат да бъдат синтезирани: флуориди, хлориди, йодиди, бромиди, селениди, сулфиди и други съединения..

Тези халиди могат да имат много различни приложения. Например, те могат да бъдат използвани за синтезиране на полимери, такива като тефлон; или посредници, от които халогенните атоми ще бъдат включени в молекулярните структури на някои лекарства.

Да приемем молекулата на СН₃СН₂ОН, етанол, реагира с НС1 до образуване на етил хлорид:

СН₃СН₂ОН + НС1 => СН₃СН₂С1 + Н₂О

Всяка от тези реакции крие механизъм и много аспекти, които се разглеждат в органичния синтез.

Примери

Няма много примери за хидразиди, тъй като броят на възможните съединения е естествено ограничен. Поради тази причина някои допълнителни хидратиди са изброени по-долу със съответната им номенклатура (абревиатурата (ac) се игнорира):

HF, флуороводородна киселина

Хидравлични бинари, чиито молекули H-F образуват силни водородни връзки, до такава степен, че във водата е слаба киселина.

Н₂S, сероводород

За разлика от хидратидите, считани дотогава, тя е многоатомна, т.е. има повече от два атома, но продължава да бъде двоична, защото е два елемента: сяра и водород..

Неговите ъглови молекули H-S-H не образуват значителни водородни мостове и могат да бъдат открити по характерната миризма на гнило яйце..

НС1, солна киселина

Една от най-известните киселини в популярната култура. Включително, той е част от състава на стомашния сок, присъстващ в стомаха, и заедно с храносмилателните ензими разграждат храните.

НВг, бромоводородна киселина

Подобно на йодоводородна киселина, газовата фаза се състои от линейни H-Br молекули, които дисоциират в Н йони⁺ (Н₃О⁺и Br^- когато влязат във водата.

Н₂Te, телуринова киселина

Въпреки че телурът има определен метален характер, неговият хидразид дава неприятни и силно отровни изпарения, като селенова киселина..

Подобно на другите хидразиди на халкогенидите (от група 16 на периодичната таблица), в разтвор се получава анион Te^2-, така че неговата валентност е -2.

препратки

1. Кларк Дж. (22 април 2017 г.). Киселинността на водородните халогениди. Изтеглено от: chem.libretexts.org
2. Лумен: Въведение в химията. Двоични киселини. Взето от: courses.lumenlearning.com
3. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (22 юни 2018 г.). Дефиниция на двоична киселина. Изтеглено от: thoughtco.com
4. Г-н Д. Скот. Писане на химична формула и номенклатура. [PDF]. Възстановен от: celinaschools.org
5. Madhusha. (9 февруари 2018 г.). Разграничаване между двоични киселини и оксикиселини. Изтеглено от: pediaa.com
6. Wikipedia. (2018). Водна киселина Изтеглено от: en.wikipedia.org
7. Натали Андрюс (24 април 2017 г.). Употребата на йодната киселина. Изтеглено от: sciencing.com
8. StudiousGuy. (2018). Флуороводородна киселина: важни приложения и приложения. Възстановен от: studiousguy.com