Značilne kisline in primeri



The kislin so spojine z visoko tendenco darovanja protonov ali sprejemanja parov elektronov. Obstaja veliko definicij (Bronsted, Arrhenius, Lewis), ki so značilne za lastnosti kislin, in vsaka od njih je dopolnjena, da bi ustvarila globalno podobo te vrste spojin..

Iz prejšnje perspektive so lahko vse znane snovi kisle, vendar se kot take štejejo samo tiste, ki izstopajo precej nad drugimi. Z drugimi besedami: če je snov izjemno šibek donor protonov v primerjavi z vodo, na primer, lahko rečemo, da ni kislina.

Če je tako, katere so kisline in njihovi naravni viri? Tipičen primer tega so številni plodovi: kot agrumi. Limonade imajo značilen okus zaradi citronske kisline in drugih sestavin.

Jezik lahko zazna prisotnost kislin, tako kot pri drugih okusih. Odvisno od stopnje kislosti omenjenih spojin postane okus bolj nevzdržen. Na ta način jezik deluje kot organoleptično merilo koncentracije kislin, zlasti koncentracije ionov hidronija (H3O+).

Po drugi strani pa kisline ne najdemo le v hrani, ampak tudi v živih organizmih. Tudi pri tleh so prisotne snovi, ki jih lahko označijo kot kisline; tak je aluminij in drugi kovinski kationi.

Indeks

  • 1 Značilnosti kislin
    • 1.1 Imajo slabe vodike v elektronski gostoti
    • 1.2 Trdnost ali konstanta kislosti
    • 1.3 Ima zelo stabilne konjugirane baze
    • 1.4 Lahko imajo pozitivne stroške
    • 1.5 V vaših raztopinah so vrednosti pH nižje od 7
  • 2 Primeri kislin
    • 2.1 Vodikovi halogenidi
    • 2.2 Okso kisline
    • 2.3 Super kisline
    • 2.4 Organske kisline
  • 3 Reference

Značilnosti kislin

Katere lastnosti mora imeti spojina v skladu z obstoječimi definicijami, se šteje kot kislina?

Mora biti sposoben ustvariti ione H+ in OH- ko se raztopi v vodi (Arrhenius), mora darovati protone drugim vrstam zelo enostavno (Bronsted) ali pa mora biti sposoben sprejeti par elektronov, ki so negativno nabiti (Lewis).

Vendar so te značilnosti tesno povezane s kemijsko strukturo. Tako se lahko naučimo analizirati, da ugotovimo njegovo moč kislosti ali nekaj spojin, ki sta od obeh najbolj kislih.

Imajo slabe vodike v elektronski gostoti

Za molekulo metana, CH4, noben od njegovih vodikov ne predstavlja elektronske pomanjkljivosti. To je zato, ker je razlika v elektronegativnosti med ogljikom in vodikom zelo majhna. Toda, če bi bil eden od atomov H nadomeščen z enim fluora, potem bi prišlo do izjemne spremembe v dipolnem trenutku: H2FC-H.

H doživlja premik svojega elektronskega oblaka proti sosednjemu atomu, ki je povezan z F, ki je enak, δ + se poveča. Če je druga H zamenjana z drugim F, potem molekula ostane kot: HF2C-H.

Sedaj je δ + še večji, ker sta dva atoma F, visoko elektronegativna, ki odštejeta elektronsko gostoto od C, slednja pa posledično pri H. Če bi se postopek zamenjave nadaljeval, bi se končno dosegel: F3C-H.

V tej zadnji molekuli H kot posledica treh atomov sosednjega F predstavlja izrazito elektronsko pomanjkljivost. Ta δ + ne ostane neopaženo za vsako vrsto, ki je dovolj bogata z elektroni, da to razbije H in na ta način, F3CH se negativno zaračuna:

F3C-H + : N- (negativna vrsta) => F3C:- + HN

Navedeno kemijsko enačbo lahko obravnavamo tudi na naslednji način: F3CH daje proton (H+, H ko se loči od molekule) a: N; ali, F3CH pridobi par elektronov H darovati slednjemu drug par iz: N-.

Trdnost ali konstanta kislosti

Koliko F3C:- je prisoten v razpadu? Ali, koliko F molekul3CH lahko da vodikov vodik N? Za odgovor na ta vprašanja je treba določiti koncentracijo F3C:- ali HN in s pomočjo matematične enačbe določimo numerično vrednost, imenovano konstanta kislosti, Ka.

Medtem ko je več molekul F3C:- ali pride do HN, več kisline bo F3CH in večji Ka. Na ta način Ka pomaga kvantitativno razjasniti, katere spojine so bolj kisle kot druge; in prav tako zavrže kot kisline tiste, katerih Ka so zelo majhnega reda.

Nekateri Ka imajo lahko vrednosti okoli 10-1 in 10-5, in druge, milijonske manjše vrednosti kot 10-15 in 10-35. Potem lahko rečemo, da so slednje, ki imajo omenjene kislinske konstante, izredno šibke kisline in se lahko kot take zavržejo..

Torej katera od naslednjih molekul ima najvišji Ka: CH4, CH3F, CH2F2 ali CHF3? Odgovor je v pomanjkanju elektronske gostote, δ +, pri vodikih iste.

Meritve

Kakšna pa so merila za standardizacijo meritev Ka? Njegova vrednost se lahko zelo razlikuje, odvisno od tega, katera vrsta bo dobila H+. Na primer, če je: N močna baza, bo Ka velika; če pa je nasprotno zelo šibka baza, bo Ka majhna.

Meritve so narejene z uporabo najpogostejše in najšibkejše od vseh baz (in kislin): vode. Odvisno od stopnje darovanja H+ H molekul2Ali pri 25 ° C in pri tlaku ene atmosfere se določijo standardni pogoji za določitev kislih konstant za vse spojine.

Iz tega izhaja repertoar tabel konstant kislosti za mnoge spojine, tako anorganske kot organske.

Ima zelo stabilne konjugirane baze

Kisline imajo v svojih kemijskih strukturah zelo elektronegativne atome ali enote (aromatske obroče), ki privlačijo elektronske gostote okoliških vodikov, zaradi česar postanejo delno pozitivne in reaktivne pred bazo.

Ko so protoni podarjeni, se kislina pretvori v konjugirano bazo; to je negativna vrsta, ki lahko sprejme H+ ali podarite par elektronov. V primeru molekule CF3H njena konjugirana baza je CF3-:

CF3- + HN <=> CHF3 + : N-

Če CF3- je zelo stabilna konjugirana baza, ravnotežje bo bolj odmaknjeno na levo kot na desno. Bolj ko je kislina stabilnejša, bolj bo reaktivna in kisla kislina.

Kako vedeti, kako stabilni so? Vse je odvisno od tega, kako ravnate z novim negativnim nabojem. Če jih lahko premestijo ali razširijo učinkovito elektronsko gostoto, ne bo na voljo za uporabo pri oblikovanju povezave z bazo H.

Lahko imajo pozitivne stroške

Vse kisline nimajo vodikov z elektronskim pomanjkanjem, lahko pa imajo tudi druge atome, ki lahko sprejmejo elektrone, s pozitivnim nabojem ali brez njega..

Kako je to? Na primer, v borovem trifluoridu, BF3, atom B nima okteta valence, zato lahko tvori vez z vsakim atomom, ki prinaša par elektronov. Če je anion F- V njegovi bližini se pojavi naslednja kemična reakcija:

BF3 + F- => BF4-

Po drugi strani pa prosti kovinski kationi, kot je Al3+, Zn2+, Na+, itd., se štejejo za kisline, saj lahko iz njihovega okolja sprejmejo dativne (koordinacijske) povezave z elektroni bogatimi vrstami. Prav tako reagirajo z OH ioni- oboriti kot kovinski hidroksidi:

Zn2+(ac) + 2OH-(ac) => Zn (OH)2(s)

Vse to so znane kot Lewisove kisline, medtem ko so tiste, ki dajejo protone, Bronstedove kisline.

Vaše raztopine imajo pH vrednosti manjše od 7

Natančneje, kislina, ki se raztopi v katerem koli topilu (ki ga ne obarva precej nevtralizira), proizvaja raztopine s pH manj kot 3, čeprav se pod 7 štejejo za zelo šibke kisline..

To se lahko preveri z uporabo indikatorja kislinske osnove, kot je fenolftalein, univerzalni indikator ali vijolični zelje. Tiste spojine, ki spremenijo barve v tiste, ki so označene za nizek pH, obdelamo s kislinami. To je eden od najpreprostejših testov za ugotavljanje prisotnosti istega.

Enako lahko naredimo na primer za različne vzorce tal iz različnih delov sveta, s čimer določimo njihove pH vrednosti, da jih skupaj z drugimi spremenljivkami označimo..

In končno, vse kisline imajo kisle okuse, dokler niso tako zgoščene, da bi nepovratno zažgale tkivo jezika..

Primeri kislin

Vodikovi halogenidi

Vsi vodikovi halogenidi so kisle spojine, zlasti pri raztopitvi v vodi:

-HF (fluorovodikova kislina).

-HCl (klorovodikova kislina).

-HBr (bromovodikova kislina).

-HI (jodna kislina).

Oksikisline

Oksidne kisline so protonirane oblike oksoanij:

HNO3 (dušikova kislina).

H2SO4 (žveplova kislina).

H3PO4 (fosforjeva kislina).

HClO4 (perklorna kislina).

Super kisline

Super kisline so mešanica Bronstedove kisline in močne Lewisove kisline. Ko so pomešani, tvorijo kompleksne strukture, kjer po nekaterih študijah H+ "Skok" v njih.

Njegova korozivna moč je takšna, da so milijarde krat močnejši od H2SO4 koncentrat Uporabljajo se za razpokanje velikih molekul, prisotnih v surovem, v manjših, razvejanih molekulah in z veliko dodano ekonomsko vrednostjo.

-BF3HF

-SbF5HF

-SbF5/ HSO3F

-CF3SO3H

Organske kisline

Za organske kisline je značilna ena ali več karboksilnih skupin (COOH), med katerimi so: \ t

-Citronska kislina (prisotna v številnih sadežih)

-Jabolčna kislina (iz zelenih jabolk)

-Ocetna kislina (iz komercialnega kisa) \ t

-Maslena kislina (iz žarko masla)

-Vinska kislina (iz vin)

-In družina maščobnih kislin.

Reference

  1. Torrens H. Trde in mehke kisline in baze. [PDF] Vzeto iz: depa.fquim.unam.mx
  2. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (3. maj, 2018). Imena 10 skupnih kislin. Vzpostavljeno iz: thoughtco.com
  3. Kemikalije Netorials. Kisline in baze: molekularna struktura in vedenje. Vzeto iz: chem.wisc.edu
  4. Deziel, Chris. (27. april 2018). Splošne značilnosti kislin in baz. Sciencing. Vzpostavljeno iz: sciencing.com
  5. Pittsburghov superračunalni center (PSC). (25. oktober 2000). Vzpostavljeno iz: psc.edu.