Spēcīgas skābes īpašības un piemēri

A stipra skābe ir jebkurš savienojums, kas spēj pilnībā un neatgriezeniski atbrīvoties no protoniem vai ūdeņraža joniem, H⁺. Tā kā tā ir tik reaktīva, liels skaits sugu ir spiesti pieņemt šos H⁺; piemēram, ūdens, kura sajaukšana potenciāli ir bīstama ar vienkāršu fizisku kontaktu.

Skābe ziedo ūdenim protonu, kas darbojas kā pamats hidronija jonu veidošanai, H₃O⁺. Hidronija jonu koncentrācija stipras skābes šķīdumā ir vienāda ar skābes koncentrāciju ([H₃O⁺] = [HAc]).

Iepriekš attēlā ir pudele sālsskābes, HCl, ar koncentrāciju 12M. Jo augstāka ir skābes koncentrācija (vāja vai stipra), jo uzmanīgāk tam jāstrādā; tāpēc pudelē ir redzama rokas, kas sabojāta ar skābes pilienu, kas uz tās uzkrājas, piktogrammu.

Spēcīgas skābes ir vielas, kas ir jārisina, pilnībā apzinoties to iespējamo ietekmi; strādājot ar viņiem uzmanīgi, varat izmantot to īpašības daudzkārtējai lietošanai, kas ir viens no biežākajiem paraugu sintēzes vai izšķīšanas līdzekļiem..

Indekss

• 1 Stipras skābes īpašības
  • 1.1. Disociācija
  • 1,2 pH
  • 1.3 pKa
  • 1.4. Korozija
• 2 Faktori, kas ietekmē jūsu spēku
  • 2.1 Konjugāta bāzes elektronegativitāte
  • 2.2 Konjugāta bāzes radio
  • 2.3 Skābekļa atomu skaits
• 3 Piemēri
• 4 Atsauces

Stipras skābes īpašības

Disociācija

Spēcīga skābe disociē vai jonizē 100% ūdens šķīdumā, pieņemot elektronu pāri. Skābes disociāciju var shematizēt ar šādu ķīmisko vienādojumu:

HAc + H₂O => A^-       +       H₃O⁺

Ja HAc ir stipra skābe un A^- tās konjugāta bāze.

Spēcīgas skābes jonizācija ir process, kas parasti ir neatgriezenisks; Savukārt vājās skābēs jonizācija ir atgriezeniska. Vienādojumā tiek parādīts, ka H₂Vai tas ir tas, kas pieņem protonu; Tomēr to var izdarīt arī spirti un citi šķīdinātāji.

Šī tendence pieņemt protonus dažādām vielām ir atšķirīga, un tādējādi HAc skābju stiprums visos šķīdinātājos nav vienāds..

pH

Spēcīgas skābes pH ir ļoti zems, tas ir starp 0 un 1 pH vienībām. Piemēram, 0,1 M HCl šķīdumam ir pH 1.

To var pierādīt, izmantojot formulu

pH = - log [H⁺]

Pēc tam var aprēķināt 0,1 M HCl šķīduma pH

pH = -log (0,1)

Iegūstot pH 1 pie 0,1 M HCl šķīduma.

pKa

Skābju stiprums ir saistīts ar to pKa. Hidronija jonu (H₃O⁺), piemēram, pKa ir -1,74. Parasti spēcīgajām skābēm ir pKa ar vairāk negatīvām vērtībām nekā -1,74, un tāpēc tās ir skābākas nekā H₃O⁺.

PKa zināmā veidā izsaka skābes tendenci atdalīties. Jo zemāka tā vērtība, jo spēcīgāka un agresīvāka būs skābe. Šā iemesla dēļ ir ērti izteikt skābes relatīvo stiprību ar tā pKa vērtību.

Korozija

Kopumā spēcīgās skābes tiek klasificētas kā kodīgas. Tomēr šim pieņēmumam ir izņēmumi.

Piemēram, fluorūdeņražskābe ir vāja skābe, tomēr tā ir ļoti kodīga un spēj sagremot stiklu. Šī iemesla dēļ tas jārīkojas plastmasas pudelēs un zemā temperatūrā.

No otras puses, spēcīga skābe, piemēram, karborāna superskābe, kas, neraugoties uz miljoniem reižu spēcīgāku nekā sērskābe, nav kodīga..

Faktori, kas ietekmē jūsu spēku

Konjugāta bāzes elektronegativitāte

Tā kā periodiskās tabulas periodā notiek pāreja uz labo pusi, to elementu negativitāte, kas veido konjugāta bāzi, palielinās.

Periodiskās tabulas 3. perioda novērojums parāda, ka, piemēram, hlora ir vairāk elektronegatīva nekā sērs, un, savukārt, sērs ir vairāk elektronegatīvs nekā fosfors..

Tas ir saskaņā ar faktu, ka sālsskābe ir spēcīgāka par sērskābi, un tā ir spēcīgāka par fosforskābi.

Palielinot skābes konjugāta bāzes elektronegativitāti, tas palielina pamatnes stabilitāti un tādējādi samazina tās tendenci pārgrupēties ar ūdeņradi, lai reģenerētu skābi..

Tomēr ir jāņem vērā citi faktori, jo tas pats par sevi nav izšķirošs.

Konjugēts pamatnes rādiuss

Skābes stiprums ir atkarīgs arī no tā konjugāta bāzes rādiusa. Periodiskās tabulas (halogēnu) VIIA grupas novērojumi liecina, ka grupai piederošo elementu atomu rādiusos ir šādas attiecības: I> Br> Cl> F.

Arī skābes, kas veido skābes stiprumu, saglabājas tādā pašā secībā:

HI> HBr> HCl> HF

Noslēgumā, palielinot periodiskās tabulas vienas grupas elementu atomu rādiusu, tajā pašā virzienā palielinās skābes stiprums, kas veido.

Tas izskaidrojams ar H-Ac saiknes vājināšanos ar sliktu nevienlīdzīgo atomu orbitāļu pārklāšanos.

Skābekļa atomu skaits

Skābes stiprums oksacīdu sērijā ir atkarīgs no skābekļa atomu skaita konjugāta bāzē.

Molekulas, kurām ir vislielākais skābekļa atomu skaits, veido sugu ar lielāku skābes izturību. Piemēram, slāpekļskābe (HNO)₃) ir spēcīgāka skābe nekā slāpekļskābe (HNO)₂).

No otras puses, perhlorskābe (HClO₄) ir spēcīgāka skābe nekā hlorskābe (HClO₃). Visbeidzot, hipohlorīdskābe (HClO) ir zemākā stipruma skābe sērijā.

Piemēri

Spēcīgas skābes var būt zemākas par skābes izturības secību zemāk: HI> HBr> HClO₄ > HCl> H₂SO₄ > CH2C3H2SO₃H (toluolsulfonskābe)> HNO₃.

Visi no tiem, un citi, kas līdz šim ir minēti, ir spēcīgu skābju piemēri.

HI ir spēcīgāks par HBr, jo H-I obligācija ir vieglāka, jo tā ir vājāka. HBr pārsniedz HClO skābumu₄ jo, neskatoties uz ClO anjona lielo stabilitāti₄^- pārvietojot negatīvo lādiņu, H-Br saite saglabājas vājāka nekā O-saite₃ClO-H.

Tomēr četru skābekļa atomu klātbūtne atgriežas pie HClO₄ vairāk skābes nekā HCl, kam nav skābekļa.

Pēc tam HCl ir spēcīgāks par H₂SO₄ jo Cl atoms ir vairāk elektronegatīvs nekā sēra atoms; un H₂SO₄ savukārt skābums pārsniedz CH exceedsC₃H₄SO₃H, kuram ir viens mazāk skābekļa atoms un saite, kas kopā satur ūdeņradi, arī ir mazāk polāra.

Visbeidzot, HNO₃ vājākais no slāpekļa atoma, periodiskā tabulas otrais periods.

Atsauces

1. Šmunas universitāte. (2018). Īpašības, kas nosaka skābes stiprību. Saturs iegūts no: shmoop.com
2. Wiki grāmatas. (2018). Vispārējā ķīmija / īpašības un skābes un bāzes teorijas. Saturs iegūts no: en.wikibooks.org
3. Skābes informācija (2018). Sālsskābe: šī šķīduma īpašības un pielietojums. Saturs iegūts no: acidos.info
4. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (2018. gada 22. jūnijs). Spēcīga skābes definīcija un piemēri. Izgūti no
5. Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Ķīmija (8. izdevums). CENGAGE Learning.