7 המאפיינים של החומצות החשובות ביותר

חלק מן מאפיינים של חומצות חשובים יותר הם תכונותיו הפיזיות, כוחו ויכולתו לנטרל בסיסים, בין היתר.

חומצות הן חומרים כימיים עם היכולת לתרום יון הידרוניום (H₃הו⁺), או כפי שהוא נקרא בדרך כלל פרוטון (H⁺), במדיום מימי, או מסוגל ליצור קשרים עם יונים hydroxide, או כל חומר מסוגל לקבל זוג אלקטרונים. 

הם לעיתים קרובות יש את הנוסחה הכללית של H-A שבו H הוא פרוטון ו "A" הוא המונח הגנרית הקשורים החלק שאינו חומצה פרוטוני.

במקור, המושגים שלנו של חומציות הגיעו מן היוונים הקדמונים שהגדירו חומרים של "טעם מר" כמו אוקסין, אשר מוטציה במילה הלטינית חומץ, אצטום, אשר מאוחר יותר הפך "חומצה". 

חומרים אלה לא רק היה טעם מר, אלא גם את המאפיין של שינוי צבע נייר לקמוס.

המבנה התיאורטי של חומצות החל כשהכימאי הצרפתי אנטואן לורן לאבוזייה (1743-1796) הפנה את תשומת לבו לסיווג החומצות והבסיסים. הרעיון שלו היה שכל החומצות הכילו פחות או יותר "מהות" מסוימת שאחראית על החומציות שלהן ולא היתה שונה.

לרוע המזל חשב לבויזייה בטעות כי החומר oxein-genic זה היה, כפי שכינה זאת, אטום החמצן. במאה התשע עשרה מוקדם, הכימאי האנגלי האמפרי דייווי (1778-1829) הראה כי חמצן לא יכול להיות אחראי על חומציות, כי היו חומצות רבים המכילים שום חמצן (LESNEY, 2003).

זה היה עשרות שנים מאוחר יותר כי הרעיון של חומציות הקשורים נוכחות של מימן הוצע על ידי יוסטוס פון ליביג (1803-1873). בהירות נלקח לשדה כאשר, בשנת 1890, סוונטה ארהניוס (1859-1927) הגדיר את חומצות כמו "חומרים המספקים קטיונים מימן לפתרון" (האנציקלופדיה בריטניקה, 1998).

המאפיינים העיקריים של חומצות

1 - תכונות פיסיקליות

חומצות יש טעם, שווה את יתירות, חומצה וריחם לעתים קרובות שורף את הנחיריים.

הם נוזלים עם מרקם דביק או שמנוני ויש להם את היכולת לשנות את הצבע של נייר לקמוס ותפוז מתיל לאדום (מאפיינים של חומצות ובסיסים, S.F.).

יכולת ליצור פרוטונים

בשנת 1923, הכימאי הדני יוהנס ניקולאוס Brønsted ואת הכימאי האנגלי תומאס מרטין לורי, הציג את התיאוריה של Brønsted ואת לורי לפיה כל תרכובת שיכולים להעביר פרוטון לכל תרכובת אחרת היא חומצת (אנציקלופדיה בריטניקה, 1998). לדוגמה במקרה של חומצה הידרוכלורית:

HCl → H⁺ + Cl^-

התיאוריה של Brønsted ולורי לא להסביר את ההתנהגות חומצה של חומרים מסוימים. בשנת 1923 הכימאי האמריקאי גילברט ניוטון לואיס מציג את התאוריה שלו, שבה חומצה נחשבת כל תרכובת, בתגובה כימית, הוא מסוגל להצטרף זוג אלקטרוני unshared על מולקולה אחרת (האנציקלופדיה בריטניקה, 1998).

בדרך זו, יונים כגון Cu²⁺, האמונה²⁺ ואת האמונה³⁺ יש להם את היכולת להצטרף זוגות של אלקטרונים חופשיים, למשל מן המים לייצר פרוטונים בדרך הבאה:

 Cu²⁺ + 2H₂O → Cu (OH)₂ + 2H⁺

3. חוזק של חומצה

החומצות מסווגות כחומצות חזקות וחומצות חלשות. כוחו של חומצה קשורה קבוע שיווי המשקל שלה, ולכן במקרה של חומצות, אמר קבועים נקראים חומציות קבועים Ka.

לכן, חומצות חזקות יש קבוע חומציות גדולה ולכן הם נוטים לנתק לחלוטין. דוגמאות לחומצות אלו הן חומצה גופרתית, חומצה הידרוכלורית וחומצה חנקתית, אשר קבועי החומציות שלה כה גדולים עד שאי אפשר למדוד אותם במים.

מצד שני, חומצה חלשה היא אחת שקבוע הדיסוציאציה שלה נמוך ולכן היא בשיווי משקל כימי. דוגמאות של חומצות אלה הן חומצה אצטית וחומצה לקטית וחומצה חנקתית אשר קבועי חומצה הם בסדר של 10%.^-4. איור 1 מציג את חומציות החומצות השונות עבור חומצות שונות.

4 pH פחות מ -7

סולם ה- pH מודד את רמת אלקליות או חומציות של פתרון. הסולם נע בין אפס ל -14. PH פחות מ -7 הוא חומצי. PH גבוה מ -7 הוא בסיסי. נקודת האמצע 7 מייצגת pH ניטרלי. פתרון נייטרלי הוא לא חומצה ולא אלקליין.

סולם ה- pH מתקבל על פי ריכוז H⁺ בפתרון, והוא הפוך ביחס לזה. חומצות, על ידי הגדלת ריכוז של פרוטונים, להקטין את ה- pH של פתרון.

5 - יכולת לנטרל בסיסים

Arrhenius, בתיאוריה שלו, מציע כי חומצות, היכולת לייצר פרוטונים, להגיב עם hydroxyls של הבסיסים כדי ליצור מלח ומים באופן הבא:

HCl + NaOH → NaCl + H₂הו.

תגובה זו נקראת נייטרליזציה והיא הבסיס של הטכניקה האנליטית הקרויה טיטרציה (ברוס מהאן, 1990).

6 - קיבולת תחמוצת הפחתת

בהתחשב ביכולתה לייצר מינים טעונים, חומצות משמשות כאמצעי להעברת אלקטרונים בתגובות של צמצום.

חומצות יש גם נטייה להתכווץ שכן יש להם את היכולת לקבל אלקטרונים חופשיים. חומצות מכילים יונים⁺. הם נוטים לקחת אלקטרונים וליצור גז מימן.

2H⁺ +2e^- → H₂

מתכות אין שליטה הדוקה על האלקטרונים שלהם. הם נוטשים אותם ללא מאבק רב ויונים ממתכת.

אמונה → אמונה²⁺+2e^-

אז כאשר אתה שם מסמר ברזל בחומצה, יונים H ⁺ הם חוטפים אלקטרונים מברזל. ברזל הופך יונים Fe מסיסים^{2 +}, והמתכת המוצקה נעלמת בהדרגה. התגובה היא:

Fe + 2H⁺ → אמונה²⁺+ ח₂

זה ידוע בשם קורוזיה חומצה. חומצות לא רק לקלף מתכות על ידי המסתם, הם גם מגיבים עם תרכובות אורגניות כגון אלה המרכיבות את קרום התא.

תגובה זו היא בדרך כלל exothermic, אשר גורם כוויות קשות על מגע עם העור, ולכן זה סוג של חומר חייב להיות מטופל בזהירות. איור 3 הוא קוד הבטיחות כאשר חומר הוא קורוזיבי.

7. קטליזה חומצה

ההאצה של תגובה כימית על ידי תוספת של חומצה ידוע בתור קטליזה חומצה. חומצה אמר לא נצרך התגובה.

התגובה הקטליטית יכולה להיות ספציפית לחומצה כמו במקרה של הפירוק של סוכר סוכרוז לתוך גלוקוז פרוקטוז לחומצה גופרתית או שזה יכול להיות כללי לכל חומצה.

מנגנון התגובות מזורזת על ידי חומצה ובסיס הסביר מבחינת התפיסה של חומצות ובסיסים Brønsted-לורי כאחד שבו קיימת העברה ראשונית של פרוטונים של זרז חומצי אל מגיב (האנציקלופדיה בריטניקה, 1998).

באופן כללי, התגובות שבהן הוא electrophile מעורב הם catalyzed במדיום חומצי, או electrophilic תוספות או תחליפים..

דוגמאות נייטרשן קטליזה חומצה של בנזן בנוכחות חומצה גופרתית (איור 4 א), הידרציה של ethene לייצר אתנול (איור 4 ב), התגובות esterification (איור 4C) ו הידרוליזה של אסתר (4D) (קלארק, 2013 ).

הפניות

1. ברוס מהאן, ר 'מ. (1990). קורס כימיה קורס רביעי. ווילימינגטון: אדיסון-וסלי איברואמריקנה ס..
2. קלארק, י '(2013, 20 בדצמבר). דוגמאות של חומצה קטליזה בכימיה אורגנית. מאוחזר מ chem.libretexts.org.
3. אנציקלופדיה בריטניקה. (1998, 20 ביולי). חומצה בסיס קטליזה. שחזר מ britannica.com.
4. אנציקלופדיה בריטניקה. (1998, 21 בדצמבר). תורת ארניוס. שחזר מ britannica.com.
5. אנציקלופדיה בריטניקה. (1998, 20 ביולי). התיאוריה של ברנסטד-לורי. שחזר מ britannica.com.
6. אנציקלופדיה בריטניקה. (1998, 20 ביולי). תיאוריית לואיס. שחזר מ britannica.com.
7. לסני, מ '(2003, מרץ). כרוניקה בכימיה היסטוריה בסיסית של חומצה - מאריסטו ועד ארנולד. מקורו של pubs.acs.org.
8. תכונות של חומצות ובסיסים. (S.F.). מקורו ב- sciencegeek.net.