Močne kislinske lastnosti in primeri



A močna kislina je katerakoli spojina, ki je sposobna sproščati popolnoma in nepovratno protonov ali vodikovih ionov, H+. Ker je tako reaktivno, je veliko število vrst prisiljeno sprejeti te H+; na primer voda, katere mešanje postane potencialno nevarno s preprostim fizičnim stikom.

Kislina da vodi vodo proton, ki deluje kot baza za tvorbo hidronijovega iona, H3O+. Koncentracija hidronijevega iona v raztopini močne kisline je enaka koncentraciji kisline ([H3O+] = [HAc]).

Na zgornji sliki imamo steklenico klorovodikove kisline, HCl, koncentracije 12M. Višja kot je koncentracija kisline (šibka ali močna), bolj pazljiva mora biti pri ravnanju z njo; zato steklenica prikazuje piktogram roke, ki jo boli korozivna lastnost kapljice kisline, ki pade na njo.

Močne kisline so snovi, ki jih je treba manipulirati s polnim zavedanjem njihovih možnih učinkov; S skrbnim ravnanjem z njimi lahko izkoristite njihove lastnosti za večkratno uporabo, saj je eden najpogostejših načinov sinteze ali raztapljanja vzorcev.

Indeks

  • 1 Lastnosti močne kisline
    • 1.1 Disociacija
    • 1.2 pH
    • 1,3 pKa
    • 1.4 Korozija
  • 2 Dejavniki, ki vplivajo na vašo moč
    • 2.1 Elektronegativnost njene konjugirane baze
    • 2.2 Radio konjugirane baze
    • 2.3 Število atomov kisika
  • 3 Primeri
  • 4 Reference

Lastnosti močne kisline

Disociacija

Močna kislina disocira ali ionizira 100% v vodni raztopini in sprejema par elektronov. Disociacijo kisline lahko shematiziramo z naslednjo kemijsko enačbo:

HAc + H2O => A-       +       H3O+

Kjer je HAc močna kislina, in A- konjugirano bazo.

Ionizacija močne kisline je proces, ki je običajno nepovraten; Po drugi strani pa je pri šibkih kislinah ionizacija reverzibilna. V enačbi je prikazano, da je H2Ali pa je tisti, ki sprejema proton; To lahko storijo tudi alkoholi in druga topila.

Ta nagnjenost k sprejemanju protonov se od snovi do snovi spreminja, zato kislinska jakost HAc ni enaka v vseh topilih..

pH

PH močne kisline je zelo nizek in je med 0 in 1 pH enotami. Na primer, 0,1 M raztopina HCl ima pH 1.

To se lahko dokaže z uporabo formule

pH = - log [H+]

Vrednost pH 0,1 M raztopine HCl lahko nato izračunamo

pH = -log (0,1)

Pri 0,1 M raztopini HCl dobimo pH 1.

pKa

Jakost kislin je povezana z njihovo pKa. Hidronijev ion (H3O+), na primer, ima pKa -1,74. Na splošno imajo močne kisline pKa z več negativnimi vrednostmi kot -1,74 in so zato bolj kisle kot H3O+.

PKa na določen način izraža nagnjenost kisline k disociaciji. Nižja kot je njena vrednost, močnejša in bolj agresivna kislina bo. Zaradi tega je primerno izraziti relativno moč kisline z vrednostjo njegove pKa.

Korozija

Na splošno so močne kisline razvrščene kot jedke. Vendar obstajajo izjeme za to domnevo.

Na primer, fluorovodikova kislina je šibka kislina, vendar je zelo korozivna in sposobna za prebavo stekla. Zato ga je treba obdelovati v plastenkah in pri nizkih temperaturah.

Po drugi strani močna kislina, kot je karboranska super kislina, ki je kljub temu, da je milijonkrat močnejša od žveplove kisline, ni jedka..

Dejavniki, ki vplivajo na vašo moč

Elektronegativnost njene konjugirane baze

Ker se premik v desno pojavi v obdobju periodne tabele, se negativnost elementov, ki tvorijo konjugirano osnovo, poveča..

Opazovanje obdobja 3 periodnega sistema kaže, da je klor bolj elektronegativen od žvepla in da je žveplo bolj elektronegativno kot fosfor..

To je v skladu z dejstvom, da je klorovodikova kislina močnejša od žveplove kisline, slednja pa je močnejša od fosforne kisline..

S povečanjem elektronegativnosti konjugirane baze kisline poveča stabilnost baze in s tem zmanjša njeno nagnjenost k združevanju z vodikom za regeneracijo kisline..

Vendar pa je treba upoštevati druge dejavnike, saj to samo po sebi ni odločilno.

Konjugiran osnovni radij

Trdnost kisline je odvisna tudi od polmera konjugirane baze. Opazovanje skupine VIIA periodnega sistema (halogeni) kaže, da imajo atomski polmeri elementov, ki tvorijo skupino, naslednje razmerje: I> Br> Cl> F.

Tudi kisline, ki tvorijo, ohranjajo isti padajoči vrstni red kot jakost kislin:

HI> HBr> HCl> HF

Skratka, povečanje atomskega polmera elementov iste skupine periodnega sistema povečuje v isti smeri moč kisline, ki se oblikuje.

To je pojasnjeno v oslabitvi vezave H-Ac zaradi slabega prekrivanja neenakih atomskih orbital v velikosti.

Število atomov kisika

Moč kisline v nizu oksacidov je odvisna od števila kisikovih atomov v konjugirani bazi.

Molekule, ki imajo največje število kisikovih atomov, predstavljajo vrsto z večjo kislinsko močjo. Na primer, dušikova kislina (HNO)3) je močnejša kislina kot dušikova kislina (HNO)2).

Po drugi strani pa perklorna kislina (HClO)4) je močnejša kislina kot klorova kislina (HClO)3). In nazadnje, hipoklorična kislina (HClO) je najnižja kislina v seriji.

Primeri

Močne kisline lahko ponazorimo v padajočem vrstnem redu kislinske jakosti spodaj: HI> HBr> HClO4 > HCl> H2SO4 > CH3C2H2S02H (toluensulfonska kislina)> HNO3.

Vsi ti in drugi, ki so bili do sedaj omenjeni, so primeri močnih kislin.

HI je močnejši od HBr, ker se H-I vezi lažje razbije, ker je šibkejše. HBr presega kislino HClO4 ker kljub veliki stabilnosti ClO aniona4- s premestitvijo negativnega naboja ostane H-Br vez šibkejši od O-povezave3ClO-H.

Vendar se prisotnost štirih kisikovih atomov vrne v HClO4 več kisline kot HCl, ki nima kisika.

Nato je HCl močnejša od H2SO4 ker je atom Cl bolj elektronegativen kot atom žvepla; in H2SO4 po drugi strani presega v kislosti CH₃C₆H₄SO₃H, ki ima en manj kisikov atom in vez, ki drži vodik skupaj, tudi manj polarna.

Končno, HNO3 je najšibkejši od vseh, ker ima atom dušika, drugo obdobje periodne tabele.

Reference

  1. Univerza Shmoop. (2018). Lastnosti, ki določajo jakost kisline. Vzpostavljeno iz: shmoop.com
  2. Knjige Wiki. (2018). Splošna kemija / lastnosti in teorije kislin in baz. Vzpostavljeno iz: en.wikibooks.org
  3. Informacije o kislinah (2018). Klorovodikova kislina: lastnosti in uporaba te raztopine. Vzpostavljeno iz: acidos.info
  4. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (22. junij 2018). Definicija močnih kislin in primeri. Vzpostavljeno iz thoughtco.com
  5. Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Kemija (8. izd.). CENGAGE Učenje.