תכונות חומצה חזקה ודוגמאות



א חומצה חזקה הוא כל תרכובת המסוגלת לשחרר לחלוטין ו unroversibly פרוטונים או יונים מימן, H+. להיות כל כך תגובתי, מספר רב של מינים נאלצים לקבל אלה H+; למשל, מים, אשר ערבובם הופך להיות מסוכן עם מגע פיזי פשוט.

חומצה תורמת פרוטון למים, אשר מתפקד כבסיס כדי ליצור את יון הידרוניום, H3הו+. הריכוז של יון הידרוניום בפתרון של חומצה חזקה שווה לריכוז של החומצה ([H3הו+] = [HAc]).

בתמונה לעיל יש לנו בקבוק של חומצה הידרוכלורית, HCl, של ריכוז של 12M. ככל ריכוז של חומצה (חלש או חזק), כך זהיר יותר זה חייב להיות בטיפול זה; לכן הבקבוק מראה את הציור של היד שנפצעה על ידי המאכל המאכל של טיפת חומצה הנופלת עליה.

חומצות חזקות הן חומרים שיש לטפל בהם במודעות מלאה להשפעותיהם האפשריות; לעבוד עם אותם בזהירות אתה יכול לנצל את המאפיינים שלהם עבור שימושים מרובים, להיות אחד הנפוץ ביותר סינתזה או פירוק אמצעים של דוגמאות.

אינדקס

  • 1 תכונות של חומצה חזקה
    • 1.1 דיסוציאציה
    • 1.2 pH
    • 1.3 pKa
    • 1.4 קורוזיה
  • 2 גורמים המשפיעים על כוחך
    • 2.1 Electronegativity של הבסיס הצמוד שלה
    • 2.2 רדיו הבסיס הצמוד
    • 2.3 מספר אטומי החמצן
  • 3 דוגמאות
  • 4 הפניות

מאפיינים של חומצה חזקה

דיסוציאציה

חומצה חזקה dissociates או ionizes 100% בתמיסה מימית, לקבל זוג אלקטרונים. ניתוק של חומצה ניתן schematized עם משוואה כימית הבאה:

HA + H2O => A-       +       ח3הו+

איפה HAC הוא החומצה חזקה, א- בסיס מצומצם.

יינון חומצה חזקה הוא תהליך שהוא בדרך כלל בלתי הפיך; בחומצות חלשות, מצד שני, יינון הוא הפיך. במשוואה זה עולה כי H2או שזה המקבל את הפרוטון; עם זאת, alcohols ו solvents אחרים יכולים גם לעשות את זה.

נטייה זו לקבל פרוטונים משתנה בין חומר לחומר, ולכן, חוזק חומצה של HAC אינו זהה בכל ממיסים.

pH

ה- pH של חומצה חזקה הוא נמוך מאוד, להיות בין 0 ל 1 יחידות pH. לדוגמה, 0.1 M HCl פתרון יש pH של 1.

זה יכול להיות הוכח באמצעות הנוסחה

pH = - log [H+]

אתה יכול לחשב את ה- pH של 0.1 M HCl פתרון, ולאחר מכן החל

pH = -log (0.1)

השגת ה- pH של 1 עבור 0.1 M HCl פתרון.

pKa

הכוח של חומצות קשורה pKa שלהם. יון הידרוניום (H3הו+), למשל, יש pKa של -1.74. בדרך כלל, חומצות חזקות יש pKa עם ערכים שליליים יותר מ -1.74, ולכן הם חומצי יותר מ H3הו+.

PKa מבטא באופן מסוים את הנטייה של חומצה לנתק. ככל שהערך נמוך יותר, כך תהיה החומצה חזקה ואגרסיבית יותר. מסיבה זו, זה נוח לבטא את החוזק היחסי של חומצה לפי הערך של pKa שלה.

קורוזיה

באופן כללי, חומצות חזקות מסווגים כמו קורוזיביים. עם זאת, ישנם יוצאים מן הכלל עבור הנחה זו.

לדוגמה, חומצה הידרופלואורית היא חומצה חלשה, ובכל זאת זה מאוד מאכל ומסוגל לעיכול זכוכית. בגלל זה זה צריך להיות מטופלים בבקבוקי פלסטיק בטמפרטורות נמוכות.

מצד שני, חומצה חזקה כגון חומצה סופר carborane, אשר למרות היותו מיליוני פעמים חזקה יותר מאשר חומצה גופרתית, אינו קורוזיבי.

גורמים המשפיעים על הכוח שלך

Electroneatativity של הבסיס הצמוד שלה

כאשר משמרת לימין מתרחשת בתקופה של הטבלה המחזורית, השליליות של היסודות המהווים את הבסיס המצומצם עולה.

התצפית על תקופה 3 של הטבלה המחזורית מראה, למשל, כי כלור הוא electronegative יותר מאשר גופרית, בתורו, גופרית הוא electronegative יותר זרחן.

זה בהתאם לעובדה כי חומצה הידרוכלורית חזקה יותר חומצה גופרתית, וזה האחרון הוא חזק יותר חומצה זרחתית.

על ידי הגדלת electronegativity של הבסיס מצמידים של חומצה, זה מגביר את היציבות של הבסיס, ולכן מקטין את הנטייה להתאחד עם מימן כדי לחדש את חומצה.

עם זאת, יש לשקול גורמים אחרים, שכן זה לבדו אינו מכריע.

רדיוס בסיס מוצמד

כוחו של החומצה תלוי גם ברדיוס של הבסיס המצומד שלה. תצפית קבוצת VIIA של הטבלה המחזורית (הלוגנים) מראה כי רדיומי האטום של האלמנטים המרכיבים את הקבוצה יש את היחסים הבאים: I> Br> Cl> F.

כמו כן, חומצות הטופס לשמור על אותו סדר יורד של כוח של חומצות:

HI> HBr> HCl> HF

לסיכום, הגדלת רדיוס אטומי של אלמנטים של אותה קבוצה של הטבלה המחזורית, מגדילה באותו כיוון את עוצמת החומצה כי הטופס.

זה מוסבר בהיחלשות הקשר H-AC על ידי חפיפה לקויה של אורביטלים אטומיים שוויונית בגודל.

מספר אטומי חמצן

כוחו של חומצה בתוך שורה של oxacids תלוי במספר אטומי חמצן בבסיס מצומד.

המולקולות שיש להן את המספר הגבוה ביותר של אטומי חמצן מהוות את המין בעל חוזק חומצה גדול יותר. לדוגמה, חומצה חנקתית (HNO)3) הוא חומצה חזקה יותר מאשר חומצה חנקתית (HNO)2).

מצד שני, חומצה perchloric (HClO4) היא חומצה חזקה יותר מאשר חומצה כלורית (HClO3). ולבסוף, חומצה hypochlorous (HClO) היא החומצה הנמוכה ביותר בסדרה.

דוגמאות

חומצות חזקות ניתן להדגים בסדר יורד של חוזק חומצה מתחת: HI> HBr> HClO4 > HCl> H2לכן4 > CH₃C₆H₄SO₃H (חומצה toluenesulfonic)> HNO3.

כולם, והאחרים שהוזכרו עד כה, הם דוגמאות לחומצות חזקות.

HI הוא חזק יותר מאשר HBr כי הקשר H-I נשבר בקלות רבה יותר כפי שהוא חלש יותר. HBr עולה על חומציות HClO4 כי, למרות היציבות הגדולה של אני clo4- על ידי העברת המטען השלילי, הקשר H-Br נשאר חלש יותר מקישור O3קלו-ח.

עם זאת, נוכחותם של ארבעה אטומי חמצן חוזר HClO4 יותר חומצה HCl, אשר אין שום חמצן.

לאחר מכן, HCl הוא חזק יותר מאשר H2לכן4 כי אטום Cl יותר electronegative מאשר אטום גופרית; ואת H2לכן4 בתורו הוא עולה על חומציות CH₃C₆H₄SO₃H, אשר יש אטום חמצן אחד פחות את הקשר שמחזיק מימן יחד הוא גם פחות קוטבי.

לבסוף, HNO3 הוא החלש מכולם על היותו אטום חנקן, התקופה השנייה של הטבלה המחזורית.

הפניות

  1. אוניברסיטת שמופ. (2018). מאפיינים הקובעים חוזק חומצה. מקור: shmoop.com
  2. ספרי ויקי. (2018). כימיה כללית / מאפיינים ותיאוריות של חומצות ובסיסים. מקור: en.wikibooks.org
  3. חומצות מידע (2018). חומצה הידרוכלורית: תכונות ויישומים של פתרון זה. מקור: acidos.info
  4. הלמנשטיין, אן מארי, Ph.D. (22 ביוני 2018). הגדרת חומצה חזקה ודוגמאות. מקורו באתר Thinkco.com
  5. ויטן, דייוויס, פק & סטנלי. (2008). כימיה (8th ed.). למידה CNGAGE.