Karakteristiske syrer og eksempler



den syre de er forbindelser med høy tendens til å donere protoner eller akseptere et par elektroner. Det er mange definisjoner (Bronsted, Arrhenius, Lewis) som karakteriserer egenskapene til syrer, og hver av dem suppleres med å bygge et globalt bilde av denne typen forbindelser.

Fra det forrige perspektiv kan alle kjente stoffer være sure, men bare de som skiller seg ut over de andre, anses som slike. Med andre ord: hvis et stoff er en ekstremt svak donor av protoner, sammenlignet med vann, kan det for eksempel sies at det ikke er en syre.

Hvis ja, hva er egentlig syrer og deres naturlige kilder? Et typisk eksempel på dem finnes i mange frukter: som sitrusfrukter. Limonader har sin karakteristiske smak på grunn av sitronsyre og andre komponenter.

Tungen kan oppdage nærvær av syrer, akkurat som det gjør med andre smaker. Avhengig av surhetsgraden av forbindelsene, blir smaken mer utålelig. På denne måten fungerer tungen som et organoleptisk mål for konsentrasjonen av syrer, spesielt hydroniumionskonsentrasjonen (H3O+).

På den annen side er syrer ikke bare funnet i mat, men også i levende organismer. På samme måte finnes jordstoffer som kan karakterisere dem som syrer; slik er det tilfelle av aluminium og andre metalliske kationer.

index

  • 1 Egenskaper av syrer
    • 1.1 De har dårlige hydrogener i elektrondensitet
    • 1.2 Styrke eller surhetskonstant
    • 1.3 Den har meget stabile konjugatbaser
    • 1.4 De kan ha positive kostnader
    • 1.5 Dine løsninger har pH-verdier mindre enn 7
  • 2 Eksempler på syrer
    • 2.1 Hydrogenhalogenider
    • 2.2 oksoacider
    • 2.3 Super syrer
    • 2.4 Organiske syrer
  • 3 referanser

Egenskaper av syrer

Hvilke egenskaper en forbindelse må ha, i henhold til de eksisterende definisjonene, skal betraktes som syre?

Må være i stand til å generere H ioner+ og OH- når den er oppløst i vann (Arrhenius), må den enkelt donere protoner til andre arter (Bronsted), eller til slutt må den kunne akseptere et par elektroner, som er negativt ladet (Lewis).

Disse egenskapene er imidlertid nært knyttet til den kjemiske strukturen. Så lære å analysere det kan få til å utlede sin styrke av syre eller et par forbindelser, hvorav de to er mest sure.

De har dårlige hydrogener i elektrondensitet

For metanmolekylet, CH4, ingen av dens hydrogener presenterer elektronisk mangel. Dette skyldes at forskjellen i elektronegativiteter mellom karbon og hydrogen er svært liten. Men hvis en av H-atomer ble erstattet med en av fluor, ville det være en bemerkelsesverdig endring i dipolmomentet: H2FC-H.

H han opplever en forskyvning av sin elektroniske sky mot det tilstøtende atom knyttet til F, som er lik, δ + økes. Igjen, hvis en annen H er erstattet av en annen F, vil molekylet forbli som: HF2C-H.

Nå er δ + enda større, siden de er to atomer av F, svært electronegative, som trekker bort elektrondensiteten fra C, og sistnevnte ved H. Hvis substitusjonsprosessen fortsatte, vil den til slutt bli oppnådd: F3C-H.

I dette siste molekylet H det fremkommer som en konsekvens av de tre atomer av nabostaten F, en markert elektronisk mangel. Denne δ + går ikke ubemerket for noen arter rik nok i elektroner for å stripe dette H og på denne måten F3CH være negativt ladet:

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

Den ovennevnte kjemiske ligningen kan også vurderes på denne måten: F3CH donerer en proton (H+, den H en gang løsrevet fra molekylet) a: N; eller, F3CH får et par elektroner fra H å bli donert til sistnevnte et annet par fra: N-.

Styrke eller surhetskonstant

Hvor mye F3C:- er tilstede i oppløsningen? Eller hvor mange F molekyler3CH kan donere hydrogen hydrogen til N? For å svare på disse spørsmålene, er det nødvendig å bestemme konsentrasjonen av F3C:- eller av HN og, ved hjelp av en matematisk ligning, å etablere en numerisk verdi kalt surhetskonstant, Ka.

Mens flere F molekyler3C:- eller HN forekommer, vil mer syre være F3CH og større din Ka. På denne måten hjelper Ka med å klargjøre kvantitativt hvilke forbindelser som er surere enn andre. og, likevel, kassere som syrer de hvis Ka er av ekstremt liten rekkefølge.

Noen Ka kan ha verdier som er rundt 10-1 og 10-5, og andre, millioner av mindre verdier som 10-15 og 10-35. Det kan sies da at sistnevnte, etter å ha sagt syrekonstanter, er ekstremt svake syrer og kan kasseres som sådan..

Så hvilken av de følgende molekylene har den høyeste Ka: CH4, CH3F, CH2F2 eller CHF3? Svaret ligger i mangelen på elektronisk tetthet, δ +, i hydrogenene av det samme.

målinger

Men hva er kriteriene for standardisering av Ka-målinger? Dens verdi kan variere enormt avhengig av hvilke arter som vil motta H+. For eksempel, hvis: N er en sterk base, vil Ka være stor; men hvis det tvert imot er en veldig svak base, vil Ka være liten.

Ka målinger er laget ved å bruke de vanligste og svakeste av alle baser (og syrer): vann. Avhengig av graden av donasjon av H+ til H-molekylene2Eller ved 25 ° C og ved et trykk av en atmosfære, er standardbetingelsene etablert for å bestemme syrekonstantene for alle forbindelsene.

Fra dette oppstår et repertoar av tabeller av surhetskonstanter for mange forbindelser, både uorganiske og organiske.

Den har svært stabile konjugatbaser

Syrer har i sine kjemiske strukturer svært elektronegative atomer eller enheter (aromatiske ringer) som tiltrekker seg elektroniske tettheter i de omkringliggende hydrogenene, noe som får dem til å bli delvis positive og reaktive før en base.

Når protonene er donert, blir syren transformert til en konjugatbase; det vil si en negativ art som er i stand til å akseptere H+ eller donere et par elektroner. I eksemplet av CF-molekylet3H er konjugatbasen er CF3-:

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

Hvis CF3- Det er en veldig stabil konjugatbase, balansen vil bli forskjøvet mer til venstre enn til høyre. Dessuten, jo mer stabil syren, jo mer reaktive og sure syren vil være.

Hvordan vite hvor stabil de er? Alt avhenger av hvordan du håndterer den nye negative ladningen. Hvis de kan flytte den eller spre den økende elektroniske tettheten effektivt, vil den ikke være tilgjengelig for bruk i dannelsen av koblingen med basen H.

De kan ha positive kostnader

Ikke alle syrer har hydrogener med elektronisk mangel, men de kan også ha andre atomer som er i stand til å akseptere elektroner, med eller uten positiv ladning.

Hvordan er dette? For eksempel i bortrifluorid, BF3, Atomet av B mangler en oktet av valens, så det kan danne et bånd med ethvert atom som gir et par elektroner. Hvis en anion F- I nærheten av dette oppstår følgende kjemiske reaksjon:

BF3 + F- => BF4-

På den annen side har frie metallkasjoner, slik som Al3+, Zn2+, na+, etc., betraktes som syrer, da de fra deres miljø kan akseptere dative (koordinasjon) koblinger av elektronrike arter. På samme måte reagerer de med OH-ioner- å utfelle som metallhydroksyder

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

Alle disse er kjent som Lewis-syrer, mens de som donerer protoner, er Bronsted-syrer.

Dine løsninger har pH-verdier mindre enn 7

Mer spesifikt genererer en syre som oppløses i et hvilket som helst løsningsmiddel (som ikke nøytraliserer det betydelig), oppløsninger med pH mindre enn 3, selv om under 7 betraktes som svært svake syrer.

Dette kan verifiseres ved bruk av en syre-baseindikator, som fenolftalein, universalindikatoren eller lilla kåljuice. De forbindelser som slår farger til de som er angitt for lav pH, blir behandlet med syrer. Dette er en av de enkleste testene for å bestemme tilstedeværelsen av det samme.

Det samme kan for eksempel gjøres for forskjellige jordprøver fra forskjellige deler av verden, og dermed bestemme pH-verdiene for å sammen med andre variabler karakterisere dem.

Og til slutt, alle syrer har sur smak, så lenge de ikke er så konsentrert at de bringer vævene i tungen irreversibelt.

Eksempler på syrer

Hydrogenhalogenider

Alle hydrogenhalogenider er sure forbindelser, spesielt når de oppløses i vann:

-HF (flussyre).

-HCl (saltsyre).

-HBr (hydrobromsyre).

-HI (yodinsyre).

oxoacids

Oksosyrer er de protonerte former av oksoanioner:

HNO3 (salpetersyre).

H2SW4 (svovelsyre).

H3PO4 (fosforsyre).

HClO4 (perklorsyre).

Super syrer

Supersyrene er blandingen av en Bronsted-syre og en sterk Lewis-syre. Når de er blandet, danner de komplekse strukturer der, ifølge visse studier, H+ "Jump" inne i dem.

Den korrosive kraften er slik at de er milliarder ganger sterkere enn H2SW4 konsentrert. De er vant til å knekke store molekyler til stede i råolje, i mindre forgrenede molekyler, og med stor økonomisk verdi.

-BF3/ HF

-SBF5/ HF

-SBF5/ HSO3F

-CF3SW3H

Organiske syrer

Organiske syrer karakteriseres ved å ha en eller flere karboksylgrupper (COOH), og blant dem er:

-Sitronsyre (tilstede i mange frukter)

-Malinsyre (fra grønne epler)

-Eddiksyre (fra kommersiell eddik)

-Smørsyre (fra rancid smør)

-Vinsyre (fra vin)

-Og familien av fettsyrer.

referanser

  1. Torrens H. Hårde og myke syrer og baser. [PDF]. Hentet fra: depa.fquim.unam.mx
  2. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (3. mai 2018). Navn på 10 vanlige syrer. Hentet fra: thoughtco.com
  3. Chempages Netorials. Syrer og baser: Molekylær struktur og oppførsel. Tatt fra: chem.wisc.edu
  4. Deziel, Chris. (27. april 2018). Generelle egenskaper av syrer og baser. Sciencing. Hentet fra: sciencing.com
  5. Pittsburgh Supercomputing Center (PSC). (25. oktober 2000). Hentet fra: psc.edu.