מאפיינים Hidrácidos, המינוח, משתמש ודוגמאות

ה הידראסידים או חומצות בינאריות הן תרכובות מומסות במים המורכבות ממימן ומרכיב שאינו מתכתי: מימן הלידים. הנוסחה הכימית הכללית שלה יכולה לבוא לידי ביטוי כמו HX, כאשר H הוא אטום המימן, ו- X אלמנט מתכתי.

X שייכים לקבוצה 17, הלוגנים או לקבוצה 16 אלמנטים שאינם כוללים חמצן. שלא כמו חומצות אוקס, פחמימנים חסרים חמצן. מאז hydrocides הם קוולנטיים או מולקולרית compounds, H-X הקשר צריך להיחשב. זה הוא בעל חשיבות רבה ומגדיר את המאפיינים של כל hydracid.

מה ניתן לומר על קישור H-X? כפי שניתן לראות בתמונה לעיל, קיים רגע דיפול קבוע המיוצר על ידי אלקטרונים שונים בין H ו- X. מכיוון ש- X הוא בדרך כלל יותר electronegative מאשר H, הוא מושך את הענן האלקטרוני שלו ומסתיים עם תשלום חלקי שלילי δ-.

מצד שני, H, כאשר מניב חלק צפיפות האלקטרונים שלה X, מסתיים עם חיוב חיובי חלקית δ +. ככל שלילי יותר הוא δ-, עשירים יותר אלקטרונים יהיה X ו גדול יהיה חוסר אלקטרוניים של H. לכן, תלוי איזה רכיב הוא X, הידרזיד יכול להיות פחות או יותר הקוטב.

התמונה גם חושפת את מבנה hydracids. H-X היא מולקולה ליניארית, אשר יכול לתקשר עם אחר על ידי אחד הקצוות שלה. קוטב HX יותר, מולקולות שלה אינטראקציה עם כוח או זיקה יותר. כתוצאה מכך, שלך רותחים או נקודות ההיתוך יגדל.

עם זאת, האינטראקציות H-X-H-X עדיין חלשות מספיק כדי להפיק hydrazide מוצק. לכן, בתנאים של לחץ וטמפרטורה הסביבה הם חומרים גזי; למעט HF, המתאדה מעל 20ºC.

למה? כי HF מסוגל ליצור קשרים מימן חזק. בעוד hydrazides אחרים, אשר אלמנטים מתכתיים פחות electronegative, בקושי יכול להיות בשלב נוזלי מתחת 0 ° C. HCl, למשל, רותח ב -85 ° C.

האם חומרים חומציים hydracid? התשובה טמונה החיוב החיובי החלקי δ + על אטום המימן. אם δ + הוא גדול מאוד או H-X הקשר חלש מאוד, אז HX יהיה חומצה חזקה; כמו כל פחמימנים של הלוגנים, לאחר הלידים שלהם בהתאמה מומסים במים.

אינדקס

• 1 מאפיינים
  • 1.1 פיזית
  • 1.2 כימיקלים
• 2 המינוח
  • 2.1 צורה נטולת מים
  • 2.2 בתמיסה מימית
• 3 איך הם נוצרו?
  • 3.1 פירוק ישיר של הלידים של מימן
  • 3.2 פירוק מלחים של לא מתכות עם חומצות
• 4 שימושים
  • 4.1 מנקים וממיסים
  • 4.2 זרזים חומציים
  • 4.3 ריאגנטים לסינתזה של תרכובות אורגניות ואנאורגניות
• 5 דוגמאות
  • 5.1 HF, חומצה הידרופלואורית
  • 5.2 מימן גופרתי
  • 5.3 HCl, חומצה הידרוכלורית
  • 5.4 HBr, חומצה הידרוברומית
  • 5.5 H2Te, חומצה טלורית
• 6 הפניות

תכונות

גופנית

-גלוי כל חומצות הידרו הם פתרונות שקופים, שכן HX הם מסיסים מאוד במים. הם עשויים להיות גוונים צהבהבים לפי ריכוזים של HX מומס.

-הם מעשנים, מה שאומר שהם מפרישים אדים צפופים, קורוזיביים ומרגיזים (חלקם אפילו מבחילים). הסיבה לכך היא כי מולקולות HX הם נדיפים מאוד אינטראקציה עם אדי המים של המדיום המקיף את הפתרונות. בנוסף, HX בצורותיו הלאמימיות הן תרכובות גזיות.

-Hydracids הם מוליכים טובים של חשמל. למרות ש- HX הם מינים גזים בתנאים אטמוספריים, כאשר הם מתמוססים במים הם משחררים יונים (H⁺X^-), המאפשרים מעבר של זרם חשמלי.

-נקודות הרתיחה שלו עדיפות על אלה של צורות מתקתקות. כלומר, HX (AC), אשר מציין את hydrazide, רותח בטמפרטורות גבוהות יותר HX (ז). לדוגמה, מימן כלורי, HCl (g), רותח ב -85ºC, אבל חומצה הידרוכלורית, hydrácido שלה, סביב 48 מעלות צלזיוס.

למה? כי מולקולות הגז HX מוקפים מולקולות מים. ביניהם שני סוגים של אינטראקציות יכול להתרחש באותו זמן: מימן קשרים, HX - H₂O - HX, או הפיתרון של יונים, ח₃הו⁺(ac) ו- X^-(AC). עובדה זו קשורה ישירות למאפיינים הכימיים של חומצות הידרו.

כימיקלים

Hydrazides הם פתרונות חומצה מאוד, ולכן יש להם פרוטון חומצה₃הו⁺ זמין להגיב עם חומרים אחרים. מאיפה H בא?₃הו⁺? של אטום מימן עם חיוב חיובי חלקית δ +, אשר dissociates במים ובסופו של דבר להיות משולבים קוולנטית לתוך מולקולת מים:

HX (AC) + H₂O (l) <=> X^-(AC) + H₃הו⁺(ac)

שים לב כי המשוואה תואמת תגובה המכוננת שיווי משקל. כאשר היווצרות של X^-(AC) + H₃הו⁺(AC) הוא תרמודינמית מאוד מועדף, HX תשחרר פרוטון חומצה שלה למים; ולאחר מכן, עם ח₃הו⁺ כ"מוביל "החדש שלה, הוא יכול להגיב במתחם אחר, גם אם הוא אינו בסיס חזק.

האמור לעיל מסביר את המאפיינים החומציים של hydrocides. זה המקרה של כל HX מומס במים; אבל כמה לייצר פתרונות חומצי יותר מאחרים. למה זה? הסיבות יכולות להיות מסובכות מאוד. לא כל HX (AC) לטובת שיווי המשקל הקודם מימין, כלומר, לכיוון X^-(AC) + H₃הו⁺(ac).

חומציות

ואת היוצא מן הכלל הוא ציין חומצה הידרופלואורית, HF (AC). פלואור הוא electronegative מאוד, ולכן, הוא מקצר את המרחק של האג"ח H-X, חיזוק זה נגד הקרע שלה על ידי פעולה של מים.

באופן דומה, הקישור H-F יש חפיפה הרבה יותר טוב מסיבות רדיו אטומי. לעומת זאת, איגרות H-Cl, H-Br או H-I חלשות יותר ונוטות להתנתק לחלוטין במים, עד כדי שבירה עם שיווי המשקל שהועלה קודם לכן.

הסיבה לכך היא כי הלוגנים אחרים או chalcogens (גופרית, למשל), יש רדיום אטומי גדול יותר, ולכן, אורביטלים גדולים יותר. כתוצאה מכך, הקשר H-X מציג חפיפה מעגלית ירודה יותר כאשר X גדול יותר, אשר בתורו יש השפעה על חוזק חומצה כאשר במגע עם מים..

בדרך זו, הסדר יורד של חומציות עבור ההידרוגנים של הלוגנים הוא כדלקמן: HF< HCl

המינוח

צורה נטולת מים

איך הם הידראסידים בשם? בצורתם הלא-מימית, HX (g), יש להזכיר אותם כמכתיבים להלידים של מימן: על ידי הוספת הסיומת -uro עד סוף שמותיהם.

לדוגמה, HI (g) מורכב של הליד (או הידריד) שנוצרו על ידי מימן ויוד, ולכן שמו הוא: yoduro של מימן. בגלל שאינם מתכות הם בדרך כלל electronegative יותר מאשר מימן, יש לה מספר חמצון של +1. ב NaH, לעומת זאת, מימן יש מספר חמצון של -1.

זוהי דרך עקיפה אחרת להבדיל hydrides מולקולרי מן הלוגנים או מימן הלידים מ תרכובות אחרות.

לאחר HX (ז) מגיע במגע עם המים, הוא מיוצג כמו HX (AC) ולאחר מכן את hydrazide הוא.

בתמיסה מימית

כדי לתת שם hydrazide, HX (AC), הסיומת -uro של צורות נטול מים שלה חייב להיות מוחלף על ידי סיומת -hydric. וזה חייב להיות מוזכר כמו חומצה מלכתחילה. לכן, עבור הדוגמה הקודמת, ה- HI (ac) נקרא כמו: חומצה יודמים.

איך הם נוצרו?

פירוק ישיר של הלידים של מימן

Hydrazides יכול להיווצר על ידי פירוק פשוט של הלידים המימן המתאימים שלהם במים. זה יכול להיות מיוצג על ידי משוואה כימית הבאה:

HX (g) => HX (ac)

HX (G) הוא מסיס מאוד במים, ולכן אין איזון של מסיסות, בניגוד ניתוק יונית לשחרר פרוטונים חומצה.

עם זאת, יש שיטה סינתטית כי הוא העדיף כי הוא משתמש מלחים או מינרלים כחומר גלם, המסת אותם בטמפרטורות נמוכות עם חומצות חזקות.

פירוק מלחים של לא מתכות עם חומצות

אם מלח השולחן, NaCl, הוא מומס עם חומצה גופרתית מרוכזת, התגובה הבאה מתרחשת:

NaCl (ים) + H₂לכן₄(ac) => HCl (ac) + NaHSO₄(ac)

חומצה גופרתית תורמת אחת פרוטונים החומצה שלה כלור אניון כלור^-, הפיכתו חומצה הידרוכלורית. מתערובת זו ניתן להימלט כלוריד מימן, HCl (G), כי זה מאוד נדיף, במיוחד אם הריכוז שלה במים הוא גבוה מאוד. מלח אחר המיוצר הוא חומצה גופרתית, NaHSO₄.

דרך נוספת לייצר אותו היא להחליף את החומצה הגופריתית בחומצה הזרחתית המרוכזת:

NaCl (ים) + H₃PO₄(AC) => HCl (AC) + NaH₂PO₄(ac)

ח₃PO₄ הוא מגיב באותו אופן כמו H₂לכן₄, הפקת חומצה הידרוכלורית ונתרן פוספט. NaCl הוא המקור של אניון Cl^-, כדי לסנתז את הידראזידים אחרים אתה צריך מלחים או מינרלים המכילים F^-, בר^-, אני^-, S^2-, וכו '.

אבל, השימוש של H₂לכן₄ או H₃PO₄ זה יהיה תלוי בחמצון שלה. ח₂לכן₄ זהו סוכן חמצון חזק מאוד, עד כדי כך שהוא מחמצן אפילו את Br^- ואני^- לצורותיה המולקולריות₂ ואני₂; הראשון הוא נוזל אדמדם, והשני הוא מוצק סגול. לכן, H₃PO₄ מייצג את האלטרנטיבה המועדפת בסינתזה זו.

שימושים

חומרי ניקוי וממיסים

Hydracids במהותה משמשים כדי להמיס סוגים שונים של חומר. הסיבה לכך היא כי הם חומצות חזקות, וכן במתינות הם יכולים לנקות כל משטח.

פרוטונים החומצה שלהם מתווספים תרכובות של זיהומים או לכלוך, מה שהופך אותם מסיסים במדיום מימי ולאחר מכן נסחפים על ידי המים.

בהתאם לאופי הכימי של השטח אמר, hydrazide או אחרים עשויים להיות מועסקים. לדוגמה, חומצה הידרופלואורית לא ניתן להשתמש כדי לנקות זכוכית, כפי שהוא יהיה לפזר אותו באופן מיידי. חומצה הידרוכלורית משמש להסרת כתמים על אריחי הבריכה.

הם גם מסוגלים להמיס סלעים או דגימות מוצקות, ולאחר מכן משמש למטרות אנליטיות או ייצור בקנה מידה קטן או גדול. ב יון חילופי כרומטוגרפיה, לדלל חומצה הידרוכלורית משמש לניקוי עמודה של יונים הנותרים.

זרזים חומצה

כמה תגובות דורשות פתרונות חומציים מאוד כדי להאיץ אותם ולהקטין את הזמן שמתרחש. זה המקום שבו hydracids להיכנס.

דוגמה לכך היא השימוש בחומצה הידרואידית בסינתזה של חומצה אצטית קרחונית. תעשיית הנפט זקוקה גם הידראסידים בתהליכי הזיקוק.

ריאגנטים לסינתזה של תרכובות אורגניות ואנאורגניות

Hydracids לא רק לספק פרוטון חומצה, אלא גם את האניונים בהתאמה. אניונים אלה יכולים להגיב עם תרכובת אורגנית או אורגנית כדי ליצור halide מסוים. בדרך זו, ניתן לסנתז: פלואורידים, כלורידים, יודידים, ברומידים, סלנידים, סולפידים ותרכובות אחרות.

אלה הלידים יכול להיות יישומים מגוונים מאוד. לדוגמה, הם יכולים לשמש כדי לסנתז פולימרים, כגון טפלון; או מתווכים, מהם אטומי הלוגן ישולבו במבנים המולקולריים של תרופות מסוימות.

נניח את מולקולת CH₃CH₂OH, אתנול, מגיב עם HCL ליצירת אתיל כלוריד:

CH₃CH₂OH + HCl => CH₃CH₂Cl + H₂הו

כל אחת מהתגובות האלה מסתירה מנגנון ואספקטים רבים הנחשבים בסינתזה אורגנית.

דוגמאות

אין דוגמאות רבות עבור hydrazides, שכן מספר תרכובות אפשרי מוגבל באופן טבעי. מסיבה זו, כמה hydracids נוספים המפורטים להלן עם nomenclature שלהם בהתאמה (קיצור (AC) הוא התעלם):

HF, חומצה הידרופלואורית

בינארי הידראולי אשר מולקולות H-F יוצרים קשרים מימן חזק, במידה כזו כי במים זה חומצה חלשה.

ח₂מימן גופרתי

בניגוד hydracids נחשב עד אז, הוא polyatomic, כלומר, יש יותר משני אטומים, עם זאת, זה ממשיך להיות בינארי כי זה שני אלמנטים: גופרית ומימן.

H-S-H מולקולות זוויתיות לא יוצרים גשרים מימן ניכר וניתן מזוהה על ידי ריח הביצה האופייני שלהם רקוב.

HCl, חומצה הידרוכלורית

אחת החומצות הידועים ביותר בתרבות הפופולרית. כולל, הוא חלק מהרכב של מיץ קיבה, נוכח בקיבה, ויחד עם אנזימי עיכול להשפיל מזון.

HBR, חומצה הידרוברומית

כמו חומצה הידרוודית, שלב הגז מורכב ממולקולות ליניאריות H-Br, המנתקות ב יונים⁺ (ח₃הו⁺) ובר^- כאשר הם נכנסים למים.

ח₂Te, חומצה טלורית

למרות Tellurium יש אופי מתכתי מסוים, hydrazide שלה נותן את אדי לא נעים רעיל מאוד, כגון חומצה selenhydric.

כמו hydrazides אחרים של chalcogenides (מקבוצה 16 של הטבלה המחזורית), בפתרון מייצר אניון אני^2-, ולכן הערכיות שלה היא -2.

הפניות

1. קלארק ג 'יי (22 אפריל, 2017). חומציות מימן הלידים. מקור: chem.libretexts.org
2. לומן: מבוא לכימיה. חומצות בינאריות. נלקח מ: קורסים. Lumenlearning.com
3. הלמנשטיין, אן מארי, Ph.D. (22 ביוני 2018). הגדרה של חומצה בינארית. מקור: Thinkco.com
4. מר ד. סקוט. כימית נוסחה כתיבה & המינוח. [PDF] מקור: celinaschools.org
5. מדושה (9 בפברואר 2018). להפריד בין חומצות בינאריות ו Oxyacids. מקור: pediaa.com
6. ויקיפדיה. (2018). חומצה הידרית מקור: en.wikipedia.org
7. נטלי אנדרוס (24 באפריל 2017). שימושים של חומצה הידריודית. מקור: sciencing.com
8. StudiousGuy. (2018). חומצה הידרופלואורית: שימושים שימושיים ויישומים. מקור: studiousguy.com