Hidrácidos egenskaber, nomenklatur, anvendelser og eksempler

den hidrácidos eller binære syrer er forbindelser opløst i vand, der består af hydrogen og et ikke-metallisk element: hydrogenhalogenider. Dens generelle kemiske formel kan udtrykkes som HX, hvor H er hydrogenatomet, og X er det ikke-metalliske element.

X kan tilhøre gruppe 17, halogener eller til gruppe 16 elementer, der ikke indbefatter oxygen. I modsætning til oxo syrer mangler kulbrinter ilt. Da hydrocider er kovalente eller molekylære forbindelser, bør H-X-bindingen overvejes. Dette er af stor betydning og definerer karakteristika for hver hydracid.

Hvad kan man sige om H-X linket? Som det ses på billedet ovenfor, er der et permanent dipolmoment produceret af de forskellige elektronegativiteter mellem H og X. Da X normalt er mere elektronegativ end H, tiltrækker den sin elektroniske sky og slutter med en negativ partieladning δ-.

På den anden side slutter H, når den giver en del af dens elektrondensitet til X, ender med en delvis positiv ladning δ +. Jo mere negativt er δ-, jo mere rige i elektroner vil være X, og jo større vil være den elektroniske mangel på H. Derfor afhænger et hydrazid, afhængig af hvilket element X er, mere eller mindre polært.

Billedet afslører også strukturen af ​​hydraciderne. H-X er et lineært molekyle, som kan interagere med en anden ved en af ​​dens ender. Jo mere polære HX, dets molekyler interagerer med større styrke eller affinitet. Som følge heraf vil dine kogende eller smeltepunkter stige.

Imidlertid er H-X-H-X-interaktionerne stadig svage nok til at stamme fra et fast hydrazid. Derfor er under tryk- og omgivelsestemperaturer gasformige stoffer; bortset fra HF, som fordamper over 20ºC.

Hvorfor? Fordi HF er i stand til at danne stærke hydrogenbindinger. Mens de andre hydrazider, hvis ikke-metalliske elementer er mindre elektronegative, kan næppe være i flydende fase under 0 ° C. HCI koger for eksempel ved -85 ° C.

Er de sure stoffer hydracid? Svaret ligger i den partielle positive ladning δ + på hydrogenatomet. Hvis δ + er meget stor eller H-X-bindingen er meget svag, vil HX være en stærk syre; Som med alle carbonhydrider af halogener, når deres respektive halogenider er opløst i vand.

indeks

• 1 kendetegn
  • 1.1 Fysisk
  • 1,2 kemisk
• 2 nomenklatur
  • 2.1 Vandfri form
  • 2.2 I vandig opløsning
• 3 Hvordan er de dannet?
  • 3.1 Direkte opløsning af hydrogenhalogenider
  • 3.2 Opløsning af salte af ikke-metaller med syrer
• 4 anvendelser
  • 4.1 Rengøringsmidler og opløsningsmidler
  • 4.2 sure katalysatorer
  • 4.3 Reagenser til syntese af organiske og uorganiske forbindelser
• 5 eksempler
  • 5,1 HF, flussyre
  • 5.2 H2S, hydrogensulfid
  • 5.3 HCI, saltsyre
  • 5,4 HBr, brombrintesyre
  • 5,5 H2Te, tellurinsyre
• 6 referencer

funktioner

fysisk

-Synligt alle hydrosyrer er transparente løsninger, da HX er meget opløseligt i vand. De kan have gullige toner i overensstemmelse med koncentrationerne af opløst HX.

-De er rygere, hvilket betyder, at de afgiver tætte, ætsende og irriterende dampe (nogle af dem er selv kvalme). Dette skyldes, at HX-molekylerne er meget flygtige og interagerer med vanddampen i mediet, der omgiver opløsningerne. HX er i sine vandfrie former også gasformige forbindelser.

-Hydracider er gode ledere af elektricitet. Selvom HX er gasformige arter ved atmosfæriske forhold, frigives de, når de opløses i vand, ioner (H⁺X^-), som tillader passage af elektrisk strøm.

-Kogepunktene er bedre end de vandfrie former. Det vil sige, at HX (ac), som betegner hydrazidet, koger ved temperaturer højere end HX (g). For eksempel koger hydrogenchlorid, HCI (g) ved -85ºC, men saltsyre, hydrácido, omkring 48ºC.

Hvorfor? Fordi HX-gasmolekylerne er omgivet af vandmolekyler. Mellem dem kan der forekomme to typer interaktioner på samme tid: hydrogenbindinger, HX-H₂O - HX, eller opløsning af ionerne, H₃O⁺(ac) og X^-(Aq). Denne kendsgerning er direkte relateret til hydrosyrernes kemiske egenskaber.

kemisk

Hydrazider er meget sure opløsninger, så de har H syre protoner₃O⁺ tilgængelig for at reagere med andre stoffer. Hvor kommer H fra?₃O⁺? Af hydrogenatomet med delvis positiv ladning 5 +, som dissocieres i vand og ender med at blive inkorporeret kovalent i et vandmolekyle:

HX (ac) + H₂O (l) <=> X^-(ac) + H₃O⁺(Aq)

Bemærk at ligningen svarer til en reaktion, der etablerer en ligevægt. Når dannelsen af ​​X^-(ac) + H₃O⁺(ac) er termodynamisk meget begunstiget, vil HX frigive sit syreproton til vand; og så dette med H₃O⁺ Som den nye "bærer" kan den reagere med en anden forbindelse, selv om sidstnævnte ikke er en stærk base.

Ovennævnte forklarer de sure egenskaber ved hydrocider. Dette er tilfældet for alle HX opløst i vand; men nogle genererer mere sure løsninger end andre. Hvorfor er det Årsagerne kan være meget komplicerede. Ikke alle HX (ac) favoriserer den tidligere ligevægt til højre, det vil sige mod X^-(ac) + H₃O⁺(Aq).

surhed

Og undtagelsen observeres i flussyre, HF (ac). Fluor er meget electronegativ, derfor forkortes afstanden af ​​H-X bindingen, styrker den mod dets brud ved hjælp af vandets virkning.

Tilsvarende har H-F-linket meget bedre overlapning for atomradioer. I modsætning hertil er H-Cl-, H-Br- eller H-I-bindingerne svagere og har tendens til at dissociere fuldstændigt i vand til punktet at bryde med ligevægten, der tidligere er hævet.

Dette skyldes, at de andre halogener eller chalkogener (f.eks. Svovl) har større atomradius og derfor mere voluminøse orbitaler. Som følge heraf præsenterer H-X-bindingen dårligere overlapning af orbitalet, da X er større, hvilket igen har en virkning på syrefasthed, når den er i kontakt med vand..

På denne måde er den faldende rækkefølge af surhed for hydrogenerne af halogenerne som følger: HF< HCl

nomenklatur

Vandfri form

Hvordan hedder hydraciderne? I deres vandfrie former, HX (g), skal de nævnes som dikteret for hydrogenhalogenider: ved at tilføje suffix -uro til slutningen af ​​deres navne.

For eksempel består HI (g) af et halogenid (eller hydrid) dannet af hydrogen og jod, derfor er dets navn: yodurokse af hydrogen. Fordi ikke-metaller generelt er mere elektronegative end hydrogen, har de et oxidationsnummer på +1. I NaH på den anden side har hydrogen et oxidationsnummer på -1.

Dette er en anden indirekte måde at differentiere molekylære hydrider fra halogener eller hydrogenhalogenider fra andre forbindelser.

Når HX (g) kommer i kontakt med vandet, er det repræsenteret som HX (ac) og så er hydrazidet.

I vandig opløsning

For at betegne hydrazidet, HX (ac), skal suffiksen -uro af dets vandfrie former erstattes af suffikset -hydrisk. Og det skal nævnes som syre i første omgang. For det foregående eksempel er HI (ac) således betegnet som: syrejodvand.

Hvordan er de dannet?

Direkte opløsning af hydrogenhalogenider

Hydrazider kan dannes ved simpel opløsning af deres tilsvarende hydrogenhalogenider i vand. Dette kan repræsenteres ved følgende kemiske ligning:

HX (g) => HX (ac)

HX (g) er meget opløseligt i vand, så der er ingen ligevægt i modsætning til dets ioniske dissociation for at frigive syre protoner.

Der er imidlertid en syntetisk metode, der foretrækkes, fordi den bruger salte eller mineraler som råmateriale, opløses ved lave temperaturer med stærke syrer.

Opløsning af salte af ikke-metaller med syrer

Hvis bordsaltet, NaCl, opløses med koncentreret svovlsyre, forekommer følgende reaktion:

NaCl (s) + H₂SW₄(ac) => HCI (ac) + NaHSO₄(Aq)

Svovlsyre donerer en af ​​syreprotonerne til Cl-chloridanion^-, omdanne det til saltsyre. Fra denne blanding kan man undslippe hydrogenchlorid, HCI (g), fordi det er meget volatilt, især hvis koncentrationen i vand er meget høj. Det andet salt, der produceres, er natriumsyresulfat, NaHSO₄.

En anden måde at producere den på er at erstatte svovlsyren med den koncentrerede phosphorsyre:

NaCl (s) + H₃PO₄(ac) => HCI (ac) + NaH₂PO₄(Aq)

H₃PO₄ det reagerer på samme måde som H₂SW₄, producerende saltsyre og natriumdiacidphosphat. NaCl er kilden til Cl anionen^-, så at syntetisere de andre hydrazider har du brug for salte eller mineraler, der indeholder F^-, br^-, jeg^-, S^2-, etc.

Men brugen af ​​H₂SW₄ eller H₃PO₄ det vil afhænge af dets oxidative styrke. H₂SW₄ Det er et meget stærkt oxidationsmiddel, til det punkt, at det oxiderer selv Br^- og jeg^- til dens molekylære former Br₂ og jeg₂; den første er en rødlig væske, og den anden et lilla faststof. Derfor er H₃PO₄ repræsenterer det foretrukne alternativ i en sådan syntese.

applikationer

Rengøringsmidler og opløsningsmidler

Hydracider i det væsentlige bruges til at opløse forskellige typer af stoffer. Dette er fordi de er stærke syrer, og i moderation kan de rense enhver overflade.

Deres syre protoner tilsættes til forureningen eller snavsens forbindelser, hvilket gør dem opløselige i det vandige medium og bæres derefter væk af vandet.

Afhængigt af den kemiske natur af overfladen kan der anvendes et hydrazid eller andet. For eksempel kan flussyre ikke bruges til at rense glas, da det vil opløse det øjeblikkeligt. Saltsyre bruges til at fjerne pletter på svømmefliser.

De er også i stand til at opløse sten eller faste prøver og derefter anvendes til analytiske eller produktionsmæssige formål ved små eller store skalaer. Ved ionbytningskromatografi anvendes fortyndet saltsyre til at rense kolonnen af ​​resterende ioner.

Syre katalysatorer

Nogle reaktioner kræver meget sure opløsninger for at accelerere dem og reducere den tid, der finder sted. Det er her, hvor hydracider kommer ind.

Et eksempel herpå er brugen af ​​hydroiodidsyre i syntesen af ​​iseddikesyre. Olieindustrien har også brug for hydracider i raffinaderiprocesserne.

Reagenser til syntese af organiske og uorganiske forbindelser

Hydracider tilvejebringer ikke kun sure protoner, men også deres respektive anioner. Disse anioner kan reagere med en organisk eller uorganisk forbindelse til dannelse af et specifikt halogenid. På denne måde kan man syntetisere: fluorider, chlorider, jodider, bromider, selenider, sulfider og andre forbindelser mere.

Disse halogenider kan have meget forskellige anvendelser. For eksempel kan de anvendes til at syntetisere polymerer, såsom Teflon; eller formidlere, hvorfra halogenatomer vil blive inkorporeret i molekylære strukturer af visse lægemidler.

Antag CH-molekylet₃CH₂OH, ethanol, reagerer med HC1 til dannelse af ethylchlorid:

CH₃CH₂OH + HCI => CH₃CH₂Cl + H₂O

Hver af disse reaktioner skjuler en mekanisme og mange aspekter, der overvejes i organisk syntese.

eksempler

Der er ikke mange eksempler tilgængelige for hydrazider, da antallet af mulige forbindelser er naturligt begrænset. Af denne grund er nogle yderligere hydracider anført nedenfor med deres respektive nomenklatur (forkortelsen (ac) ignoreres):

HF, flussyre

Hydraulisk binær, hvis H-F-molekyler danner stærke hydrogenbindinger, i en sådan grad, at det i vand er en svag syre.

H₂S, hydrogensulfid

I modsætning til de hydracider, der anses for indtil da, er det polyatomisk, det vil sige det har mere end to atomer, men det fortsætter med at være binært, fordi det er to elementer: svovl og hydrogen.

Dens H-S-H-vinkelmolekyler danner ikke mærkbare hydrogenbroer og kan detekteres ved deres karakteristiske råtne æg lugt.

HCI, saltsyre

En af de mest kendte syrer i populærkulturen. Inklusiv, det er en del af sammensætningen af ​​mavesaft, der er til stede i maven, og sammen med fordøjelsesenzymer nedbryder fødevarerne.

HBr, brombrintesyre

Ligesom hydrogeniodinsyre består gasfasen af ​​lineære H-Br-molekyler, som adskilles i H-ioner⁺ (H₃O⁺) og Br^- når de kommer ind i vandet.

H₂Te, tellurinsyre

Selvom tellurium har en bestemt metallisk karakter, giver hydrazidet ubehagelige og meget giftige dampe, såsom selenhydrinsyre.

Ligesom de andre hydrazider af chalcogeniderne (fra gruppe 16 i det periodiske bord) producerer i opløsning anionen Te^2-, så dens valens er -2.

referencer

1. Clark J. (22. april 2017). Syreriden af ​​hydrogenhalogeniderne. Hentet fra: chem.libretexts.org
2. Lumen: Introduktion til kemi. Binære syrer. Modtaget fra: courses.lumenlearning.com
3. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (22. juni 2018). Definition af binær syre. Hentet fra: thoughtco.com
4. Mr. D. Scott. Chemical Formula Writing & Nomenclature. [PDF]. Hentet fra: celinaschools.org
5. Madhusha. (9. februar 2018). Skelne mellem binære syrer og oxysyrer. Hentet fra: pediaa.com
6. Wikipedia. (2018). Hydronsyre Hentet fra: en.wikipedia.org
7. Natalie Andrews (24. april 2017). Anvendelsen af ​​hydriodsyre. Hentet fra: sciencing.com
8. StudiousGuy. (2018). Flussyre: Vigtige anvendelser og applikationer. Hentet fra: studiousguy.com