Sterke syreegenskaper og eksempler



en sterk syre Er enhver forbindelse i stand til å frigjøre helt og irreversibelt protoner eller hydrogenioner, H+. Å være så reaktive, er et stort antall arter tvunget til å akseptere disse H+; for eksempel vann, hvis blanding blir potensielt farlig med enkel fysisk kontakt.

Syren gir en proton til vann, som fungerer som en base for å danne hydroniumionet, H3O+. Konsentrasjonen av hydroniumionen i en oppløsning av en sterk syre er lik konsentrasjonen av syren ([H3O+] = [HAc]).

På bildet over har vi en flaske saltsyre, HCl, med en konsentrasjon på 12M. Jo høyere konsentrasjonen av en syre (svak eller sterk), jo mer forsiktig må det være å håndtere det. Det er derfor flasken viser piktogrammet til en hånd som er skadet av den korrosive egenskapen til en dråpe syre som faller på den.

Sterke syrer er stoffer som må manipuleres med full bevissthet om deres mulige effekter; arbeider med dem nøye, kan du dra nytte av egenskapene deres til flere bruksområder, som er en av de vanligste syntesene eller oppløsningsmidlene for prøver.

index

  • 1 Egenskaper av en sterk syre
    • 1.1 Dissociation
    • 1,2 pH
    • 1,3 pKa
    • 1.4 Korrosjon
  • 2 Faktorer som påvirker din styrke
    • 2.1 Elektronegativitet av dens konjugatbase
    • 2.2 Radio av konjugatbasen
    • 2.3 Antall oksygenatomer
  • 3 eksempler
  • 4 referanser

Egenskaper av en sterk syre

dissosiasjon

En sterk syre dissocierer eller ioniserer 100% i vandig løsning, og aksepterer et par elektroner. Dissociasjonen av en syre kan skjematiseres med den følgende kjemiske ligning:

HAc + H2O => A-       +       H3O+

Hvor HAc er den sterke syren, og A- dens konjugatbase.

Joniseringen av en sterk syre er en prosess som vanligvis er irreversibel; I svake syrer er ioniseringen på den annen side reversibel. I ligningen er det vist at H2Eller det er den som aksepterer protonen; Imidlertid kan alkoholer og andre løsningsmidler også gjøre det.

Denne tendensen til å akseptere protoner varierer fra substans til substans, og dermed er syrekonsentrasjonen av HAc ikke den samme i alle løsningsmidler.

pH-

PH i en sterk syre er svært lav, og er mellom 0 og 1 pH-enheter. For eksempel har en 0,1 M HC1 oppløsning en pH på 1.

Dette kan demonstreres ved å bruke formelen

pH = - log [H+]

Du kan beregne pH-verdien for en 0,1 M HCl-løsning, og deretter bruke

pH = -log (0,1)

Oppnå en pH på 1 for 0,1 M HC1-oppløsningen.

pKa

Styrken av syrene er relatert til deres pKa. Hydroniumionet (H3O+), for eksempel har en pKa på -1,74. Generelt har sterke syrer pKa med flere negative verdier enn -1,74, og er derfor surere enn H3O+.

PKa uttrykker på en bestemt måte tendensen til syren til å dissociere. Jo lavere verdi, jo sterkere og mer aggressiv vil syren være. Av denne grunn er det hensiktsmessig å uttrykke den relative styrke av en syre med verdien av dens pKa.

korrosjon

Generelt er sterke syrer klassifisert som etsende. Det er imidlertid unntak for denne antagelsen.

For eksempel er flussyre en svak syre, og likevel er den svært korroderende og i stand til å fordøye glass. På grunn av dette må det håndteres i plastflasker og ved lave temperaturer.

På den annen side er en sterk syre som karboran-supersyre, som til tross for at den er millioner av ganger sterkere enn svovelsyre, ikke er etsende.

Faktorer som påvirker din styrke

Elektronegativitet av dens konjugatbase

Når et skifte til høyre oppstår i en period av periodisk tabell, øker negativiteten av elementene som utgjør konjugatbasen.

Observasjonen av periode 3 i det periodiske tabellen viser for eksempel at klor er mer elektronegativ enn svovel, og i sin tur er svovel mer elektronegativ enn fosfor.

Dette stemmer overens med at saltsyre er sterkere enn svovelsyre, og sistnevnte er sterkere enn fosforsyre.

Ved å øke elektronegativiteten til den konjugerte basen av syren øker den stabiliteten til basen og reduserer derfor sin tendens til å omgruppere med hydrogen for å regenerere syren.

Men andre faktorer må vurderes, siden dette alene ikke er avgjørende.

Konjugert basisradius

Styrken av syren avhenger også av radius av dens konjugatbase. VIIA-gruppens observasjon av periodisk tabell (halogener) viser at atomradiusene til elementene som utgjør gruppen har følgende forhold: I> Br> Cl> F.

Også de syrene som danner, holder den samme avtagende rekkefølgen av styrken av syrene:

HI> HBr> HCl> HF

Til slutt øker atomradiusen til elementene i den samme gruppen i det periodiske bordet i samme retning styrken av syren som danner.

Dette forklares ved svekkelsen av H-Ac-bindingen ved en dårlig overlapping av de ujevne atomorbitaler i størrelse.

Antall oksygenatomer

Styrken av en syre i en serie av oksyder er avhengig av antall oksygenatomer i konjugatbasen.

Molekylene som har det høyeste antall oksygenatomer utgjør arten med større syrefasthet. For eksempel salpetersyre (HNO)3) er en sterkere syre enn salpetersyre (HNO)2).

På den annen side er perklorsyre (HClO4) er en sterkere syre enn klorsyre (HClO3). Og til slutt er hypoklorsyre (HClO) den laveste styrken i serien.

eksempler

Sterke syrer kan eksemplifiseres i den synkende rekkefølgen av syrekraft under: HI> HBr> HClO4 > HCl> H2SW4 > CH3C6H4SO3H (toluensulfonsyre)> HNO3.

Alle, og de andre som har blitt nevnt så langt, er eksempler på sterke syrer.

HI er sterkere enn HBr fordi H-I-bindingen brytes lettere ettersom den er svakere. HBr overskrider i surhet HClO4 fordi, til tross for den store stabiliteten av ClO-anionen4- Ved å flytte den negative ladningen forblir H-Br-bindingen svakere enn O-lenken3ClO-H.

Tilstedeværelsen av fire oksygenatomer returnerer imidlertid til HClO4 mer syre enn HCl, som ikke har noen oksygen.

Deretter er HCl sterkere enn H2SW4 fordi Cl-atomet er mer electronegative enn svovelatomet; og H2SW4 i sin tur overskrider den surhet til CH3C6H4SO3H, som har ett mindre oksygenatom og bindingen som holder hydrogen sammen, er også mindre polar.

Til slutt, HNO3 er den svakeste av alle for å ha nitrogenatomet, den andre perioden av det periodiske bordet.

referanser

  1. Shmoop University. (2018). Egenskaper som bestemmer syrefasthet. Hentet fra: shmoop.com
  2. Wiki bøker. (2018). Generell kjemi / Egenskaper og teorier om syrer og baser. Hentet fra: en.wikibooks.org
  3. Syrer Info. (2018). Saltsyre: egenskaper og anvendelser av denne løsningen. Hentet fra: acidos.info
  4. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (22. juni 2018). Sterk Syrdefinisjon og Eksempler. Hentet fra thoughtco.com
  5. Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Kjemi. (8. utgave). CENGAGE Learning.