Karakteristiske syrer og eksempler

den syre de er forbindelser med høje tendenser til at donere protoner eller acceptere et par elektroner. Der er mange definitioner (Bronsted, Arrhenius, Lewis), der karakteriserer egenskaberne af syrer, og hver af dem suppleres med at opbygge et globalt billede af denne type forbindelser.

Fra det tidligere perspektiv kan alle kendte stoffer være sure, men kun de der skiller sig ud over de andre betragtes som sådanne. Med andre ord: hvis et stof er en ekstremt svag donor af protoner sammenlignet med vand, kan man f.eks. Sige, at det ikke er en syre.

Hvis ja, hvad er syrer og deres naturlige kilder? Et typisk eksempel på dem kan findes i mange frugter: som citrusfrugter. Limonaderne har deres karakteristiske smag på grund af citronsyre og andre komponenter.

Tungen kan detektere tilstedeværelsen af ​​syrer, ligesom det gør med andre smagsstoffer. Afhængig af syreniveauet af forbindelserne bliver smagen mere uacceptabel. På denne måde virker tungen som et organoleptisk mål for koncentrationen af ​​syrer, specifikt hydroniumionkoncentrationen (H₃O⁺).

På den anden side findes syrer ikke kun i fødevarer, men også i levende organismer. Ligeledes forekommer jordarter stoffer, der kan karakterisere dem som syrer; sådan er tilfældet med aluminium og andre metalliske kationer.

indeks

• 1 Egenskaber af syrer
  • 1.1 De har dårlige hydrogener i elektrondensitet
  • 1.2 Styrke eller surhedskonstant
  • 1.3 Det har meget stabile konjugatbaser
  • 1.4 De kan have positive afgifter
  • 1.5 Dine opløsninger har pH-værdier mindre end 7
• 2 Eksempler på syrer
  • 2.1 Hydrogenhalogenider
  • 2.2 Oxoacider
  • 2.3 Super syrer
  • 2.4 Organiske syrer
• 3 referencer

Karakteristika for syrer

Hvilke egenskaber en forbindelse skal have, ifølge de eksisterende definitioner, skal betragtes som syre?

Skal kunne generere H ioner⁺ og OH^- når den er opløst i vand (Arrhenius), skal den meget enkelt donere protoner til andre arter (Bronsted), eller endelig skal den kunne acceptere et par elektroner, der er negativt ladet (Lewis).

Disse egenskaber er dog tæt forbundet med den kemiske struktur. Så lærer man at analysere det, kan man få ud fra dens styrke af surhed eller et par forbindelser, hvilke af de to er de mest sure.

De har dårlige hydrogener i elektrondensitet

For methanmolekylet CH₄, ingen af ​​dens hydrogener præsenterer elektronisk mangel. Dette skyldes forskellen i elektronegativiteter mellem kulstof og brint er meget lille. Men hvis en af ​​H-atomer blev erstattet af en af ​​fluor, ville der være en bemærkelsesværdig ændring i dipolmomentet: H₂FC-H.

H han oplever en forskydning af sin elektroniske sky mod det tilstødende atom, der er forbundet med F, hvilket er lig med, δ + er forøget. Igen, hvis en anden H er erstattet af en anden F, ville molekylet forblive som: HF₂C-H.

Nu er δ + endnu større, da de er to atomer af F, stærkt elektronegative, der trækker elektrondensitet fra C, og sidstnævnte er derfor ved H. Hvis substitutionsprocessen fortsatte, ville den endelig blive opnået: F₃C-H.

I dette sidste molekyle H den frembyder som en konsekvens af de tre atomer af naboben F en markeret elektronisk mangel. Denne δ + går ikke ubemærket for nogen art rig nok i elektroner til at strippe dette H og på denne måde F₃CH være negativt ladet:

F₃C-H + : N^- (negative arter) => F₃C:^- + HN

Ovennævnte kemiske ligning kan også overvejes på denne måde: F₃CH donerer en proton (H⁺, den H engang løsrevet fra molekylet) a: N; eller, F₃CH vinder et par elektroner fra H at blive doneret til sidstnævnte et andet par fra: N^-.

Styrke eller surhedskonstant

Hvor meget F₃C:^- er til stede i opløsningen? Eller hvor mange F molekyler₃CH kan donere hydrogen brint til N? For at besvare disse spørgsmål er det nødvendigt at bestemme koncentrationen af ​​F₃C:^- eller af HN og ved hjælp af en matematisk ligning at etablere en numerisk værdi kaldet surhedskonstant, Ka.

Mens flere F molekyler₃C:^- eller HN forekommer, vil mere syre være F₃CH og større din Ka. På den måde hjælper Ka med at præcisere kvantitativt hvilke forbindelser der er mere sure end andre; og ligeledes kassere som syrer dem, hvis Ka er af ekstremt lille orden.

Nogle Ka kan have værdier på omkring 10^-1 og 10^-5, og andre, millioner mindre værdier som 10^-15 og 10^-35. Man kan sige, at sidstnævnte, der har sagt syrekonstanter, er ekstremt svage syrer og kan kasseres som sådan..

Så hvilket af de følgende molekyler har den højeste Ka: CH₄, CH₃F, CH₂F₂ eller CHF₃? Svaret ligger i manglen på elektronisk densitet, δ +, i hydrogenerne af det samme.

målinger

Men hvad er kriterierne for standardisering af Ka-målinger? Dens værdi kan variere enormt afhængigt af hvilken art der vil modtage H⁺. For eksempel, hvis: N er en stærk base, vil Ka være stor; men hvis det tværtimod er en meget svag base, vil Ka være lille.

Ka målinger laves ved hjælp af de mest almindelige og svageste af alle baser (og syrer): vand. Afhængig af graden af ​​donation af H⁺ til H-molekylerne₂Eller ved 25 ° C og ved et tryk på en atmosfære fastlægges standardbetingelserne for at bestemme syrekonstanterne for alle forbindelserne.

Herved opstår et repertoire af tabeller af surhedskonstanter for mange forbindelser, både uorganiske og organiske.

Det har meget stabile konjugatbaser

Syrer har i deres kemiske strukturer meget elektronegative atomer eller enheder (aromatiske ringe), der tiltrækker elektroniske tætheder i de omgivende hydrogener, hvilket får dem til at blive delvist positive og reaktive før en base.

Når først protonerne er doneret, transformeres syren til en konjugatbase; det vil sige en negativ art, der er i stand til at acceptere H⁺ eller donere et par elektroner. I CF-molekylets eksempel₃H dens konjugerede base er CF₃^-:

CF₃^- + HN <=> CHF₃ + : N^-

Hvis CF₃^- det er en meget stabil konjugat base, saldoen vil blive forskudt mere til venstre end til højre. Desuden er jo mere stabil syren, jo mere reaktive og sure syren vil være.

Hvordan man ved, hvor stabilt de er? Det hele afhænger af, hvordan du håndterer den nye negative afgift. Hvis de kan flytte den eller sprede den stigende elektroniske tæthed effektivt, vil den ikke være tilgængelig til dannelse af forbindelsen med basen H.

De kan have positive afgifter

Ikke alle syrer har hydrogener med elektronisk mangel, men de kan også have andre atomer, der er i stand til at acceptere elektroner, med eller uden positiv ladning.

Hvordan er det her? For eksempel i bortrifluorid, BF₃, Aten i B mangler et oktet af valens, så det kan danne en binding med ethvert atom, som giver et par elektroner. Hvis en anion F^- I sin nærhed forekommer følgende kemiske reaktion:

BF₃ + F^- => BF₄^-

På den anden side er frie metalkationer, såsom Al³⁺, Zn²⁺, na⁺, mv. betragtes som syrer, da de fra deres miljø kan acceptere dative (koordinations) forbindelser af elektronrige arter. Ligeledes reagerer de med OH-ionerne^- at udfælde som metalhydroxider:

Zn²⁺(ac) + 2OH^-(ac) => Zn (OH)₂(S)

Alle disse er kendt som Lewis syrer, mens de, der donerer protoner, er Bronsted syrer.

Dine opløsninger har pH-værdier mindre end 7

Mere specifikt genererer en syre til opløsning i ethvert opløsningsmiddel (som ikke neutraliserer det mærkbart) opløsninger med pH mindre end 3, selv om under 7 betragtes som meget svage syrer.

Dette kan verificeres ved brug af en syre-baseindikator, såsom phenolphthalein, universalindikatoren eller lilla kåljuice. De forbindelser, der ændrer farver til dem, der er angivet til lav pH, behandles med syrer. Dette er en af ​​de enkleste test for at bestemme tilstedeværelsen af ​​det samme.

Det samme kan f.eks. Gøres for forskellige jordprøver fra forskellige dele af verden, hvorved deres pH-værdier bestemmes til sammen med andre variabler at karakterisere dem.

Og til sidst har alle syrer sur smag, så længe de ikke er så koncentrerede, at de irreversibelt brænder tungevævets væv.

Eksempler på syrer

Hydrogenhalogenider

Alle hydrogenhalogenider er sure forbindelser, især når de opløses i vand:

-HF (flussyre).

-HCI (saltsyre).

-HBr (brombrintesyre).

-HI (yodinsyre).

oxosyrer

Oxosyrer er de protonerede former af oxoanioner:

HNO₃ (salpetersyre).

H₂SW₄ (svovlsyre).

H₃PO₄ (phosphorsyre).

HCIO₄ (perchlorinsyre).

Super syrer

Supersyrerne er blandingen af ​​en Bronsted-syre og en stærk Lewis-syre. Når de er blandet, danner de komplekse strukturer, hvor H, ifølge visse undersøgelser⁺ "Jump" inde i dem.

Dets ætsende kraft er sådan, at de er milliarder gange stærkere end H₂SW₄ koncentreret. De er vant til at knække store molekyler til stede i det rå, i mindre forgrenede molekyler og med en stor øget økonomisk værdi.

-BF₃/ HF

-SBF₅/ HF

-SBF₅/ HSO₃F

-CF₃SW₃H

Organiske syrer

Organiske syrer karakteriseres ved at have en eller flere carboxylgrupper (COOH), og blandt dem er:

-Citronsyre (til stede i mange frugter)

-Malinsyre (fra grønne æbler)

-Eddikesyre (fra kommerciel eddike)

-Smørsyre (fra rancid smør)

-Vinsyre (fra vin)

-Og familien af ​​fedtsyrer.

referencer

1. Torrens H. Hårde og bløde syrer og baser. [PDF]. Modtaget fra: depa.fquim.unam.mx
2. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (3. maj 2018). Navne på 10 Fælles Syrer. Hentet fra: thoughtco.com
3. Chempages Netorials. Syrer og baser: Molekylær struktur og adfærd. Modtaget fra: chem.wisc.edu
4. Deziel, Chris. (27. april 2018). Generelle egenskaber for syre og baser. Sciencing. Hentet fra: sciencing.com
5. Pittsburgh Supercomputing Center (PSC). (25. oktober 2000). Hentet fra: psc.edu.