Оксацидни характеристики, как се формират, номенклатура и примери



а кислородсъдържаща киселина или оксоацид е тройна киселина, съставена от водород, кислород и неметален елемент, който представлява така нареченият централен атом. В зависимост от броя на кислородните атоми и следователно от окислителните състояния на неметалния елемент, могат да се образуват няколко оксациди..

Тези вещества са чисто неорганични; Обаче въглеродът може да образува едно от най-известните оксациди: въглена киселина, Н2CO3. Както химическата му формула се доказва сама по себе си, тя има три атома от О, един от С и два от Н.

Двата Н атома на Н2CO3 те се освобождават в средата като Н+, което обяснява неговите киселинни характеристики. Ако се нагрява воден разтвор на въглена киселина, той ще освободи газ.

Този газ е въглероден диоксид, СО2, неорганична молекула, която произхожда от изгарянето на въглеводороди и клетъчното дишане. Ако СО бяха върнати2 към контейнера за вода, H2CO3 ще се формира отново; следователно, оксокиселина се образува, когато дадено вещество реагира с вода.

Тази реакция не се наблюдава само за СО2, но за други неорганични ковалентни молекули, наречени киселинни оксиди.

Оксикиселините представляват голям брой приложения, които е трудно да бъдат описани в общи линии. Прилагането му ще зависи изключително от централния атом и от броя на кислородите.

Те могат да се използват от съединения за синтез на материали, торове и взривни вещества, дори за аналитични цели или производство на безалкохолни напитки; както с въглена киселина и фосфорна киселина, Н3PO4, които са част от състава на тези напитки.

индекс

  • 1 Характеристики и свойства на оксацид
    • 1.1 Хидрокси групи
    • 1.2 Централен атом
    • 1.3 Киселинна сила
  • 2 Как се образуват оксациди?
    • 2.1 Примери за обучение
    • 2.2 Метални оксациди
  • 3 Номенклатура
    • 3.1 Изчисляване на валентността
    • 3.2 Назначава се киселината
  • 4 Примери
    • 4.1 Оксикиселини на халогенната група
    • 4.2 Оксикиселини на групата VIA
    • 4.3 Оксикиселини на бор
    • 4.4 Оксикиселини на въглерода
    • 4.5 Хромови оксациди
    • 4.6 Оксикиселини на силиций
  • 5 Препратки

Характеристики и свойства на оксацид

Хидрокси групи

Горното изображение показва обща формула H.E.O за оксациди. Както може да се види, той има водород (Н), кислород (О) и централен атом (Е); че за карбоновата киселина е въглерод, С.

Водородът в оксацидите обикновено е свързан с кислороден атом, а не с централния атом. Фосфорна киселина, Н3PO3, представлява конкретен случай, където един от водородите е свързан с фосфорен атом; следователно неговата структурна формула е най-добре представена като (OH)2OPH.

Докато за азотиста киселина, HNO2, има скелет Н-О-N = О, така че има хидроксилна група (ОН), която се дисоциира, за да освободи водород.

Така че една от основните характеристики на оксацида е не само, че има кислород, но и че е като ОН група.

От друга страна, някои оксациди притежават така наречената оксо група, Е = О. В случая на фосфорна киселина, тя има оксо група, Р = О. Те нямат H атоми, така че те не са отговорни за киселинността.

Централен атом

Централният атом (Е) може или не може да бъде електроотрицателен елемент, в зависимост от местоположението му в блок p на периодичната таблица. От друга страна, кислород, елемент, малко по-електронегативен от азот, привлича електрони от ОН връзката; като по този начин позволява освобождаването на Н йона+.

Е следователно е свързан с ОН групи. Когато се освободи Н йон+ настъпва йонизацията на киселината; това означава, че придобива електрически заряд, който в неговия случай е отрицателен. Оксикиселина може да освободи толкова много Н-йони+ както OH групите имат в своята структура; и колкото повече има, толкова по-голям е отрицателният заряд.

Сяра за сярна киселина

Полипротичната сярна киселина има молекулна формула Н2SW4. Тази формула може да бъде записана, както следва: (OH)2SW2, да се подчертае, че сярната киселина има две хидроксилни групи, прикрепени към сярата, нейния централен атом.

Реакциите на нейната йонизация са:

Н2SW4 => H+    +     HSO4-

След това вторият H се освобождава+ на останалата ОН група, по-бавно до точката, където може да се установи баланс:

HSO4-    <=>   Н+    +     SW42-

Втората дисоциация е по-трудна от първата, тъй като положителният заряд трябва да бъде разделен (Н+) на двойна отрицателна такса (SO42-).

Киселинно съдържание

Силата на почти всички оксациди, които имат един и същ централен атом (не метал), нараства с увеличаването на окислителното състояние на централния елемент; което от своя страна е пряко свързано с увеличаването на броя на кислородните атоми.

Например, са показани три серии оксикиселини, чиито сили на киселинност са подредени от най-ниска до най-висока:

Н2SW3 < H2SW4

HNO2 < HNO3

HClO < HClO2 < HClO3 < HClO4

В повечето от оксацидите, които имат различни елементи с едно и също окислително състояние, но принадлежат към една и съща група периодична таблица, силата на киселината се увеличава директно с електронегативността на централния атом:

Н2SEO3 < H2SW3

Н3PO4 < HNO3

HBrO4 < HClO4

Как се образуват оксациди?

Както бе споменато в началото, оксацидите се генерират, когато някои вещества, наречени киселинни оксиди, реагират с вода. Това ще бъде обяснено, като се използва същият пример на въглена киселина.

CO2   +    Н2О     <=>    Н2CO3

Киселинен оксид + вода => оксацид

Какво се случва е, че молекулата Н2Или ковалентно се свързва с СО2. Ако водата се отстранява чрез топлина, равновесието се измества към регенерацията на СО2; Тоест, гореща газова напитка ще загуби ефервесцентното си усещане по-рано от студено.

От друга страна, киселинните оксиди се образуват, когато неметален елемент реагира с вода; въпреки че по-точно, когато реактивният елемент образува оксид с ковалентен характер, чието разтваряне във вода генерира йони+.

Вече беше казано, че Н йони+ са продукт на йонизацията на получения оксикиселина.

Примери за обучение

Хлорен оксид, Cl2О5, Реагира с вода за получаване на хлорна киселина:

Cl2О5  +    Н2O => HClO3

Сярен оксид, SO3, Реагира с вода за образуване на сярна киселина:

SW3   +    Н2О => Н2SW4

И периодичният оксид, I2О7, Реагира с вода за образуване на периодична киселина:

аз2О7   +    Н2O => HIO4

В допълнение към тези класически механизми за образуване на оксациди има и други реакции със същата цел.

Например, фосфорен трихлорид, РС13, реагира с вода за получаване на фосфорна киселина, оксацидна киселина и солна киселина, халогеноводородна киселина.

РСЦ3    +    3H2О => Н3PO3 +      HCl

И фосфорен пентахлорид, РС15, взаимодейства с вода, за да се получи фосфорна киселина и солна киселина.

РСЦ5   +    4 Н2О => Н3PO4    +    HCl

Метални оксациди

Някои преходни метали образуват кисели оксиди, т.е. те се разтварят във вода, за да се получат оксациди.

Манганов оксид (VII) (перманганов безводен) Mn2О7 и хром оксид (VI) са най-честите примери.

Mn2О7   +    Н2O => HMnO4 (перманганова киселина)

СгОз3      +   Н2О => Н2СгОз4 (хромова киселина)

номенклатура

Изчисляване на валентността

За да се определи правилно оксацид, трябва да се започне с определяне на валентността или окислителния номер на централния атом Е. Като се започне от общата формула HEO, се счита следното:

-О има валентност -2

-Валентността на Н е +1

С оглед на това, оксидният HEO е неутрален, така че сумата от зарядите на валенциите трябва да бъде равна на нула. Така имаме следната алгебрична сума:

-2 + 1 + Е = 0

E = 1

Следователно, валентността на Е е +1.

Тогава трябва да прибегнем до възможните валенции, които могат да имат Е. Ако между неговите валенции са стойностите +1, +3 и +4, Е тогава "работи" с по-ниската си валентност..

Назовете киселината

За да назовете HEO, започнете, като я наричате acid, последвано от името на E с наставките -ico, ако работите с най-високата валентност, u -oso, ако работите с най-ниската валентност. Когато има три или повече, префиксите хипо- и пер-се използват за позоваване на най-малката и най-голямата от валенциите..

Така че, HEO ще се нарича:

киселина хълцане(име на E)нося

Тъй като +1 е най-малката от трите му валенции. И ако беше ХЕО2, тогава Е ще има валентност +3 и ще се нарича:

Киселина (име на Е)нося

И по същия начин за HEO3, с Е, работещ с валентност +5:

Киселина (име на Е)ICO

Примери

По-долу е дадена поредица от оксациди с техните съответни номенклатури.

Оксикиселини на халогенната група

Халогените се намесват, образувайки оксациди с валенции +1, +3, + 5 и +7. Хлор, бром и йод могат да образуват 4 вида оксациди, съответстващи на тези валенции. Но единственият оксацид, получен от флуор, е хипофлуорова киселина (HOF), която е нестабилна.

Когато оксикиселина от групата използва валентността +1, тя се нарича: хипохлориста киселина (HClO); хипобромова киселина (HBrO); хипоидозна киселина (HIO); Хипофлуорова киселина (HOF).

С валентност +3 не се използва префикс и се използва само суфиксът на мечката. Имате хлорни киселини (HClO2), bromoso (HBrO)2) и Yodoso (HIO)2).

С валентност +5 не се използва префикс и се използва само суфиксът ico. Имате хлорните киселини (HClO3), brómico (HBrO)3) и йод (HIO)3).

Докато при работа с валентност +7, се използват префикса per и суфиксът ico. Вие имате перхлорни киселини (HClO4), пербромни (HBrO)4) и периодично (HIO)4).

Оксациди от VIA Group

Неметалните елементи от тази група имат най-често срещаните си валенции -2, +2, +4 и +6, образувайки три оксациди в най-известните реакции..

С валентност +2 се използва префиксът hipo и суфиксът на мечката. Имате хипосулфатни киселини (Н2SW2), хипоселенни (Н2SEO2) и хипотелурозо (H2Teo2).

С валентност +4 не се използва префикс и се използва суфикс на мечката. Вие имате киселинните серни киселини (Н2SW3), селенозен (Н2SEO3) и телусо (H)2Teo3).

А когато работят с валентност + 6, не се използва префикс и се използва суфиксът ico. Те имат сярна киселина (Н2SW4), селен (Н2SEO4) и телуричен (Н2Teo4).

Оксикиселини на бор

Борът има валентност +3. Вие имате метаболитни киселини (HBO2), пироборичен (Н4B2О5) и ортобор (H3БО3). Разликата е в количеството вода, която реагира с борния оксид.

Оксикиселини на въглерода

Въглеродът има валенции +2 и +4. Примери: с валентност +2, въглеродна киселина (Н2CO2и с валентност + 4, въглена киселина (Н2CO3).

Хромни оксикиселини

Хромът има валенции +2, +4 и +6. Примери: с валентност 2, хипохромна киселина (Н2СгОз2); с валентност 4, хромова киселина (Н2СгОз3); и с валентност 6, хромова киселина (Н2СгОз4).

Силициеви оксикиселини

Силиконът има валенции -4, +2 и +4. Той има метасилициева киселина (Н2SiO3и пиросилициевата киселина (Н4SiO4). Имайте предвид, че и в двата Si има валентност от +4, но разликата е в броя на водните молекули, които реагират с неговия киселинен оксид..

препратки

  1. Уитън, Дейвис, Пек и Стенли. (2008 г.). Химия. (8-мо изд.). CENGAGE Обучение.
  2. Редактор. (6 март 2012 г.). Формулиране и номенклатура на оксацидите. Изтеглено от: si-educa.net
  3. Wikipedia. (2018). Oxyacid. Изтеглено от: en.wikipedia.org
  4. Стивън С. Зумдал. (2019). Oxyacid. Енциклопедия Британика. Изтеглено от: britannica.com
  5. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (31 януари 2018 г.). Обичайни оксикиселинни съединения. Изтеглено от: thoughtco.com