7-те характеристики на най-важните киселини



Някои от характеристики на киселини по-важни са нейните физични свойства, неговата сила и способността му да неутрализира основите, между другото.

Киселините са химични вещества, способни да дарят хидрониев йон (Н3О+), или както обикновено се нарича протон (Н+), във водна среда, или способни да образуват връзки с хидроксидни йони, или всяко вещество, което може да приеме двойка електрони. 

Те често имат обща формула на Н-А, където Н е протон, а "А" е общ термин, свързан с частта на непротонната киселина.

Първоначално нашите понятия за киселинност идват от древните гърци, които определят вещества като "горчив вкус" като oxein, който мутира в латинската дума за оцет, ацетум, който по-късно става "кисел". 

Тези вещества имат не само горчив вкус, но и свойството да променят цвета на лакмусовата хартия.

Теоретичното структуриране на киселини започва, когато френският химик Антоан Лоран Лавуазие (1743-1796) насочва вниманието си към класификацията на киселини и основи. Неговата идея беше, че всички киселини съдържат повече или по-малко определена "същност", която е отговорна за тяхната киселинност и не са просто различни.

За съжаление Лавоазие погрешно смяташе, че веществото oxein-Генно както го наричаше, кислородният атом. В началото на 19-ти век английският химик Хъмфри Дейви (1778-1829) показа, че кислородът не може да бъде отговорен за киселинността, защото има многобройни киселини, които не съдържат кислород (LESNEY, 2003).

Десетилетия по-късно идеята за киселинност, свързана с наличието на водород, е предложена от Юстус фон Либиг (1803-1873). Яснотата се появява на терена, когато през 90-те години на ХХ век Svante August Arrhenius (1859-1927) определя киселини като "вещества, които доставят водородни катиони към разтвора" (Encyclopædia Britannica, 1998).

Основни характеристики на киселините

1 - Физични свойства

Киселините имат аромат, който струва излишно, киселината и миризмата им често изгаря ноздрите.

Те са течности с лепкава или мазна текстура и имат способността да променят цвета на лакмусова хартия и оранжево от метил до червено (Свойства на киселини и основи, S.F.).

2 - Възможност за генериране на протони

През 1923 г. датският химик Йоханес Николаус Бронстед и английският химик Томас Мартин Лоури въведоха теорията на Бронстед и Лоури, потвърждавайки, че всяко съединение, което може да прехвърли протон във всяко друго съединение е киселина (Encyclopædia Britannica, 1998). Например в случая на солна киселина:

НС1 → Н+ + Cl-

Теорията на Бронстед и Лоури не обяснява киселинното поведение на някои вещества. През 1923 г. американският химик Гилбърт Н. Луис въвежда своята теория, в която една киселина се разглежда като всяко съединение, което при химична реакция е способно да се присъедини към двойка електрони, които не са споделени в друга молекула (Encyclopædia Britannica, 1998).

По този начин, йони като Cu2+, Вярата2+ и вярата3+ те имат способността да свързват двойки свободни електрони, например от вода, за да произвеждат протони по следния начин:

 Cu2+ + 2H2O → Cu (OH)2 + 2H+

3- Сила на киселина

Киселините се класифицират като силни киселини и слаби киселини. Силата на една киселина е свързана с нейната равновесна константа, следователно за случая на киселини, споменатите константи са наречени константи на киселинност..

Така, силните киселини имат голяма константа на киселинност, така че те са склонни да се дисоциират напълно. Примери за тези киселини са сярна киселина, солна киселина и азотна киселина, чиито киселинни константи са толкова големи, че не могат да бъдат измерени във вода..

От друга страна, слаба киселина е тази, чиято константа на дисоциация е ниска, така че е в химическо равновесие. Примери за тези киселини са оцетна киселина и млечна киселина и азотна киселина, чиито киселинни константи са от порядъка на 10%.-4. Фигура 1 показва различните константи на киселинност за различни киселини.

4 - рН по-малко от 7

Скалата на рН измерва нивото на алкалност или киселинност на разтвора. Скалата варира от нула до 14. А рН по-малко от 7 е кисело. Основно е рН по-голямо от 7. Средната точка 7 представлява неутрално рН. Неутрален разтвор не е нито киселинен, нито алкален.

Скалата на рН се получава съгласно концентрацията на Н+ в разтвора и е обратно пропорционална на него. Киселините, чрез увеличаване на концентрацията на протони, намаляват рН на разтвора.

5- Възможност за неутрализиране на базите

В своята теория Арениус предлага, че киселините, които могат да генерират протони, реагират с хидроксилите на базите, за да образуват сол и вода по следния начин:

НС1 + NaOH → NaCl + Н2О.

Тази реакция се нарича неутрализация и е в основата на аналитичната техника, наречена титруване (Bruce Mahan, 1990).

6- Редукционен капацитет на оксида

Като се има предвид способността му да произвежда заредени видове, се използват киселини като средство за пренос на електрони в окислително-редукционни реакции.

Киселините също имат тенденция да се свиват, тъй като имат способността да приемат свободни електрони. Киселините съдържат Н йони+. Те са склонни да вземат електрони и да образуват водороден газ.

2H+ +2е- → H2

Металите нямат строг контрол върху електроните си. Те ги изоставят без много борба и образуват метални йони.

Вяра → Вяра2++2е-

Така че, когато поставите железен пирон в киселина, Н-йони + те вземат електрони от желязо. Желязото се превръща в разтворими йони на Fe2 +, и твърдият метал постепенно изчезва. Реакцията е:

Fe + 2H+ → Вяра2++ Н2

Това е известно като киселинна корозия. Киселините не само корозират металите чрез разтварянето им, но и реагират с органични съединения като тези, които образуват клетъчната мембрана.

Тази реакция обикновено е екзотермична, което причинява тежки изгаряния при контакт с кожата, така че с този вид вещество трябва да се работи внимателно. Фигура 3 е кодът за безопасност, когато веществото е корозивно.

7 - киселинен катализ

Ускоряването на химичната реакция чрез добавяне на киселина е известно като киселинен катализ. Споменатата киселина не се консумира в реакцията.

Каталитичната реакция може да бъде специфична за киселината, както в случая на разлагане на захарната захар на глюкоза и фруктоза в сярна киселина, или може да бъде обща за всяка киселина..

Механизмът на реакциите, катализирани от киселина и основа, е обяснен от гледна точка на понятието за киселини и основи на Бренстед-Лоури като такова, в което има първоначално прехвърляне на протони от киселинен катализатор към реагента (Encyclopædia Britannica, 1998).

Най-общо, реакциите, в които е включен електрофил, се катализират в кисела среда, или електрофилни добавки или замествания..

Примери за киселинен катализатор са нитрирането на бензен в присъствието на сярна киселина (Фигура 4а), хидратиране на етен за получаване на етанол (Фигура 4Ь), реакции на естерификация (Фигура 4с) и хидролиза на естери (Фигура 4d) (Clark, 2013). ).

препратки

  1. Брус Махан, Р. М. (1990). Четвърто издание на колеж по химия. Уилмингтън: Адисън-Уесли Ибероамерикана С.А..
  2. Кларк, Дж. (2013 г., 20 декември). Примери за киселинен катализ в органичната химия. Взето от chem.libretexts.org.
  3. Енциклопедия Британика. (1998, 20 юли). Киселинно-базисна катализа. Възстановен от britannica.com.
  4. Енциклопедия Британика. (1998 г., 21 декември). Теория на Аррениус. Възстановен от britannica.com.
  5. Енциклопедия Британика. (1998, 20 юли). Теорията на Бронстед-Лоури. Възстановен от britannica.com.
  6. Енциклопедия Британика. (1998, 20 юли). Теория на Луис. Възстановен от britannica.com.
  7. ЛЕСНИ, М. С. (2003, март). Химия хроника Основна история на киселината - от Аристотел до Арнолд. Изтеглено от pubs.acs.org.
  8. Свойства на киселини и основи. (S.F.). Взето от sciencegeek.net.