Sterke syreegenskaber og eksempler

en stærk syre er en hvilken som helst forbindelse, der er i stand til fuldstændigt og irreversibelt at frigøre protoner eller hydrogenioner, H⁺. At være så reaktiv, er et stort antal arter tvunget til at acceptere disse H⁺; for eksempel vand, hvis blanding bliver potentielt farlig med simpel fysisk kontakt.

Syren donerer en proton til vand, som fungerer som en base for at danne hydroniumionet H₃O⁺. Koncentrationen af ​​hydroniumionen i en opløsning af en stærk syre er lig med koncentrationen af ​​syren ([H₃O⁺] = [HAc]).

På billedet ovenfor har vi en flaske saltsyre, HCI, med en koncentration på 12M. Jo højere koncentration af en syre (svag eller stærk), jo mere forsigtig skal det være at håndtere det; Derfor viser flasken piktogrammet på en hånd, der er skadet af den ætsende egenskab af en dråbe syre, der falder på den.

Sterke syrer er stoffer, der skal manipuleres med fuld bevidsthed om deres mulige virkninger; arbejder med dem omhyggeligt, kan du udnytte deres egenskaber til flere anvendelser, hvilket er en af ​​de mest almindelige syntesemetoder eller opløsningsmidler.

indeks

• 1 Egenskaber af en stærk syre
  • 1.1 Dissociation
  • 1,2 pH
  • 1,3 pKa
  • 1.4 Korrosion
• 2 Faktorer der påvirker din styrke
  • 2.1 Elektronegativitet af dens konjugerede base
  • 2.2 Radio af den konjugerede base
  • 2.3 Antal iltatomer
• 3 eksempler
• 4 referencer

Egenskaber af en stærk syre

dissociation

En stærk syre dissocierer eller ioniserer 100% i vandig opløsning ved at acceptere et par elektroner. Dissociationen af ​​en syre kan skematiseres med den følgende kemiske ligning:

HAc + H₂O => A^-       +       H₃O⁺

Hvor HAc er den stærke syre og A^- dens konjugerede base.

Joniseringen af ​​en stærk syre er en proces, der normalt er irreversibel; I svage syrer er ionisering på den anden side reversibel. I ligningen er det vist, at H₂Eller det er den der accepterer protonen; Alkoholer og andre opløsningsmidler kan dog også gøre det.

Denne tendens til at acceptere protoner varierer fra stof til stof, og således er syrestyrken af ​​HAc ikke den samme i alle opløsningsmidler.

pH

PH af en stærk syre er meget lav, idet der er mellem 0 og 1 pH-enheder. For eksempel har en 0,1 M HCI-opløsning en pH på 1.

Dette kan påvises ved at bruge formlen

pH = - log [H⁺]

Du kan beregne pH-værdien af ​​en 0,1 M HCI-opløsning, og anvend derefter

pH = -log (0,1)

Opnåelse af en pH på 1 for 0,1 M HCI-opløsningen.

pKa

Syrernes styrke er relateret til deres pKa. Hydronionionen (H₃O⁺) har for eksempel en pKa på -1,74. Generelt har stærke syrer pKa med flere negative værdier end -1,74, og er derfor surere end H₃O⁺.

PKa udtrykker på en bestemt måde tendensen af ​​syren til at dissociere. Jo lavere dets værdi er, jo stærkere og mere aggressive syren vil være. Af denne grund er det hensigtsmæssigt at udtrykke den relative styrke af en syre ved værdien af ​​dens pKa.

korrosion

Generelt er stærke syrer klassificeret som ætsende. Der er dog undtagelser for denne antagelse.

For eksempel er flussyre en svag syre, og alligevel er den yderst ætsende og i stand til at fordøje glas. På grund af dette skal det håndteres i plastflasker og ved lave temperaturer.

På den anden side er en stærk syre, såsom carboran supersyre, som til trods for at være millioner gange stærkere end svovlsyre, ikke ætsende.

Faktorer der påvirker din styrke

Elektronegativitet af dens konjugerede base

Når et skifte til højre sker i en periode af det periodiske bord, øges negativiteten af ​​de elementer, der udgør den konjugerede base,.

Observationen af ​​periode 3 i det periodiske skema viser for eksempel, at chlor er mere elektronegativ end svovl, og svovl er i sin tur mere elektronegative end fosfor.

Dette er i overensstemmelse med, at saltsyre er stærkere end svovlsyre, og sidstnævnte er stærkere end phosphorsyre.

Ved at øge den elektronegativitet af den konjugerede base af syren forøger den stabiliteten af ​​basen og reducerer derfor sin tendens til at omgruppere med hydrogen for at regenerere syren.

Andre faktorer skal dog overvejes, da dette alene ikke er afgørende.

Konjugeret basisradius

Styrken af ​​syren afhænger også af radiusen af ​​dens konjugatbase. VIIA-gruppens observation af det periodiske bord (halogener) viser, at atomradiuserne af de elementer, der udgør gruppen, har følgende forhold: I> Br> Cl> F.

Også de syrer, der danner, holder den samme faldende rækkefølge af styrken af ​​syrer:

HI> HBr> HCI> HF

Som konklusion øger den økologiske radius af elementerne i den samme gruppe i det periodiske bord i samme retning styrken af ​​den syre, der dannes.

Dette forklares ved svækkelsen af ​​H-Ac-bindingen ved en dårlig overlapning af de uensartede atomorbitaler i størrelse.

Antal iltatomer

Styrken af ​​en syre inden for en række oxacider afhænger af antallet af oxygenatomer i konjugatbasis.

De molekyler, som har det højeste antal iltatomer, udgør arten med større syrefasthed. For eksempel salpetersyre (HNO)₃) er en stærkere syre end salpetersyre (HNO)₂).

På den anden side er perchlorinsyre (HClO₄) er en stærkere syre end klorsyre (HClO₃). Og endelig er hypoklorsyre (HClO) den laveste styrkesyre i serien.

eksempler

Sterke syrer kan eksemplificeres i den faldende rækkefølge af syrestyrke under: HI> HBr> HClO₄ > HCI> H₂SW₄ > CH3C6H4SO3H (toluensulfonsyre)> HNO₃.

Alle dem, og de andre, der er blevet nævnt hidtil, er eksempler på stærke syrer.

HI er stærkere end HBr, fordi H-I-bindingen bryder lettere, da den er svagere. HBr overstiger i surhedsgrad HCI₄ fordi på trods af den store stabilitet af ClO anionen₄^- Ved at flytte den negative ladning forbliver H-Br-bindingen svagere end O-linket₃ClO-H.

Tilstedeværelsen af ​​fire oxygenatomer vender imidlertid tilbage til HClO₄ mere syre end HCI, som ikke har nogen ilt.

HCl er derefter stærkere end H₂SW₄ fordi Cl-atomet er mere electronegativt end svovlatomet; og H₂SW₄ til gengæld overstiger det surt over for CH3C6H4SO3H, som har et mindre oxygenatom, og bindingen, der holder hydrogen sammen, er også mindre polar.

Endelig HNO₃ er den svageste af alle for at have nitrogenatomet, den anden periode af det periodiske bord.

referencer

1. Shmoop University. (2018). Egenskaber der bestemmer syrefasthed. Hentet fra: shmoop.com
2. Wiki Bøger. (2018). Generel kemi / Egenskaber og teorier af syre og baser. Hentet fra: en.wikibooks.org
3. Acids Info. (2018). Saltsyre: egenskaber og anvendelser af denne opløsning. Hentet fra: acidos.info
4. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (22. juni 2018). Sterk syrefinition og eksempler. Hentet fra thoughtco.com
5. Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Kemi. (8. udgave). CENGAGE Learning.