Raksturīgās skābes un piemēri

The skābes tie ir savienojumi ar augstām protonu ziedošanas tendencēm vai elektronu pāru pieņemšanu. Ir daudzas definīcijas (Bronsted, Arrhenius, Lewis), kas raksturo skābju īpašības, un katrs no tiem ir papildināts, lai izveidotu globālu tāda veida savienojumu tēlu.

No iepriekšējām perspektīvām visas zināmās vielas var būt skābes, tomēr tikai tās, kas izceļas labi virs pārējām, tiek uzskatītas par tādām. Citiem vārdiem sakot: ja viela ir ļoti vāja protonu donore, salīdzinot ar ūdeni, var teikt, ka tā nav skābe.

Ja jā, kādas ir skābes un to dabiskie avoti? Tipisks to piemērs ir atrodams daudzos augļos - citrusaugļos. Limonādēm piemīt raksturīga garša citronskābes un citu sastāvdaļu dēļ.

Mēle var noteikt skābju klātbūtni, tāpat kā ar citām garšvielām. Atkarībā no minēto savienojumu skābuma pakāpes garša kļūst nepanesama. Tādā veidā mēle darbojas kā skābju koncentrācijas organoleptisks mērs, īpaši hidronija jonu koncentrācija (H₃O⁺).

No otras puses, skābes ir ne tikai pārtikā, bet arī dzīvajos organismos. Tāpat augsnē ir vielas, kas tās var raksturot kā skābes; tas ir alumīnija un citu metālu katjonu gadījumā.

Indekss

• 1 Skābju raksturojums
  • 1.1. Elektronu blīvumā tiem ir slikti ūdeņraži
  • 1.2. Stiprums vai skābuma konstante
  • 1.3 Tā ir ļoti stabila konjugāta bāze
  • 1.4. Tie var būt pozitīvi
  • 1.5 Jūsu šķīduma pH ir mazāks par 7
• 2 Skābju piemēri
  • 2.1 Ūdeņraža halogenīdi
  • 2.2 Okskābes
  • 2.3. Superskābes
  • 2.4. Organiskās skābes
• 3 Atsauces

Skābju raksturojums

Kādas īpašības savienojumam saskaņā ar spēkā esošajām definīcijām ir jāuzskata par skābi?

Jābūt iespējai radīt H jonus⁺ un OH^- izšķīdinot ūdenī (Arrēnijs), tam ir viegli ziedot protonus citām sugām (Bronsted), vai visbeidzot, tai ir jāspēj pieņemt elektronu pāri, kas ir negatīvi lādēts (Lewis).

Tomēr šīs īpašības ir cieši saistītas ar ķīmisko struktūru. Tātad, mācoties analizēt, var secināt, ka tā ir skābes stiprums vai pāris savienojumi, kas no abiem ir skābes.

Tiem ir vāji hidrogēni elektronu blīvumā

Metāna molekulai CH₄, nevienam no tās ūdeņražiem nav elektronisku trūkumu. Tas ir tāpēc, ka atšķirība starp elektronu atšėirībām starp oglekli un ūdeĦradi ir Ĝoti maza. Bet, ja viens no H atomiem aizstāts ar vienu no fluoriem, tad dipola brīdī būtu ievērojama pārmaiņa: H₂FC-H.

H viņš piedzīvo sava elektroniskā mākoņa pārvietošanos uz blakus esošo atomu, kas saistīts ar F, kas ir vienāds ar δ + ir palielināts. Atkal, ja citu H aizstāj ar citu F, tad molekula paliks kā: HF₂C-H.

Tagad δ + ir vēl lielāks, jo tie ir divi F atomi, kas ir ļoti elektronegatīvi, kas atņem elektronu blīvumu no C, un pēdējais, attiecīgi, pie H. Ja aizvietošanas process turpinājās, tas beidzot tiktu iegūts: F₃C-H.

Šajā pēdējā molekulā H tā ir blakus esošā F triju atomu sekas, kas iezīmē elektronisku trūkumu. Šī δ + nav nepamanīta attiecībā uz visām sugām, kas ir pietiekami bagātas elektronos, lai to noņemtu H un tādā veidā F₃CH ir negatīvi uzlādēts:

F₃C-H + : N^- (negatīvās sugas) => F₃C:^- + HN

Iepriekš minēto ķīmisko vienādojumu var uzskatīt arī šādā veidā: F₃CH ziedo protonu (H⁺, the H atdalīts no molekulas) a: N; vai, F₃CH iegūst elektronu pāri H dāvināt pēdējam citam pārim no: N^-.

Stiprums vai skābuma konstante

Cik daudz F₃C:^- ir klāt likvidācijā? Vai arī cik F molekulas₃CH var ziedot ūdeņraža ūdeņradi N? Lai atbildētu uz šiem jautājumiem, ir nepieciešams noteikt F koncentrāciju₃C:^- vai no HN un, izmantojot matemātisko vienādojumu, noteikt skaitlisko vērtību, ko sauc par skābuma konstantu, Ka.

Kamēr vairāk F molekulu₃C:^- vai HN, vairāk skābes būs F₃CH un lielāks jūsu Ka. Tādā veidā Ka palīdz kvantitatīvi noskaidrot, kuri savienojumi ir skābāki nekā citi; un tāpat kā izmetumi kā skābes, kuru Ka ir ļoti maza.

Dažām Ka var būt vērtības, kas ir aptuveni 10^-1 un 10^-5, un citi, miljonā daļa mazākas vērtības, piemēram, 10^-15 un 10^-35. Tad var teikt, ka pēdējais, kam piemīt minētās skābes konstantes, ir ārkārtīgi vājas skābes un var tikt izvadīts kā tāds..

Tātad, kura no šīm molekulām ir visaugstākā Ka: CH₄, CH₃F, CH₂F₂ vai CHF₃? Atbilde slēpjas elektroniskā blīvuma trūkumā, δ +, tās hidrogēnās daļās.

Mērījumi

Bet kādi ir Ka mērījumu standartizācijas kritēriji? Tās vērtība var ievērojami atšķirties atkarībā no tā, kura suga saņems H⁺. Piemēram, ja: N ir spēcīga bāze, Ka būs liela; bet, ja, gluži pretēji, tā ir ļoti vāja bāze, Ka būs maza.

Ka mērījumi tiek veikti, izmantojot visbiežāk sastopamo un vājāko no visām bāzēm (un skābēm): ūdeni. Atkarībā no H ziedojuma pakāpes⁺ H molekulām₂Vai 25 ° C temperatūrā un viena atmosfēras spiedienā tiek noteikti standarta nosacījumi, lai noteiktu skābju konstantes visiem savienojumiem.

No tā rodas daudzu savienojumu, gan neorganisko, gan organisko, skābuma konstantu tabulu repertuārs.

Tam ir ļoti stabila konjugāta bāze

Skābju ķīmiskajās struktūrās ir ļoti elektronegatīvi atomi vai vienības (aromātiskie gredzeni), kas piesaista apkārtējo ūdeņraža elektroniskos blīvumus, izraisot to daļēju pozitīvu un reaktīvu reakciju pirms bāzes..

Kad protoni ir ziedoti, skābe tiek pārveidota par konjugāta bāzi; tas ir, negatīvas sugas, kas spēj pieņemt H⁺ vai ziedot pāri elektroniem. CF molekulas piemērā₃H tā konjugāta bāze ir CF₃^-:

CF₃^- + HN <=> CHF₃ + : N^-

Ja CF₃^- tā ir ļoti stabila konjugāta bāze, līdzsvars tiks pārvietots vairāk pa kreisi, nevis pa labi. Turklāt, jo stabilāka skābe, jo reaktīvāka un skāba būs skābe.

Kā zināt, cik stabili tie ir? Tas viss ir atkarīgs no tā, kā jūs risināt jauno negatīvo maksu. Ja viņi var to pārvietot vai efektīvi izplatīt pieaugošo elektronisko blīvumu, tas nebūs pieejams izmantošanai saiknes veidošanā ar pamatni H.

Viņiem var būt pozitīva maksa

Ne visās skābēs ir ūdeņraži ar elektronisku trūkumu, bet tiem var būt arī citi atomi, kas spēj pieņemt elektronus ar pozitīvu lādiņu vai bez tā..

Kā tas ir? Piemēram, bora trifluorīdā, BF₃, B atomam trūkst valences okteta, tāpēc tas var veidot saiti ar jebkuru atomu, kas dod elektronu pāri. Ja anjons F^- Tās tuvumā notiek šāda ķīmiskā reakcija:

BF₃ + F^- => BF₄^-

No otras puses, bezmaksas metāla katjoni, piemēram, Al³⁺, Zn²⁺, Na⁺, utt., tiek uzskatītas par skābēm, jo ​​no to vides tās var pieņemt elektronu bagātu sugu saiknes (koordinācijas). Tāpat tie reaģē ar OH joniem^- nogulsnes kā metālu hidroksīdi:

Zn²⁺(ac) + 2OH^-(ac) => Zn (OH)₂(-i)

Visi šie ir pazīstami kā Lewis skābes, bet tie, kas ziedo protonus, ir Bronsted skābes.

Jūsu šķīdumu pH ir mazāks par 7

Precīzāk, skābe, kas izšķīst jebkurā šķīdinātājā (kas to neitralizē), rada šķīdumus, kuru pH ir mazāks par 3, lai gan zem 7 ir uzskatāmas par ļoti vājām skābēm..

To var pārbaudīt, izmantojot skābes bāzes indikatoru, piemēram, fenolftaleīnu, universālo indikatoru vai purpura kāpostu sulu. Tie savienojumi, kas maina krāsu ar zemu pH līmeni, tiek apstrādāti ar skābēm. Šis ir viens no vienkāršākajiem testiem, lai noteiktu tās klātbūtni.

To var izdarīt, piemēram, attiecībā uz dažādiem augsnes paraugiem no dažādām pasaules daļām, tādējādi nosakot to pH vērtības kopā ar citiem mainīgajiem lielumiem..

Visbeidzot, visām skābēm ir skāba garša, ja vien tās nav tik koncentrētas, lai neatgriezeniski sadedzinātu mēles audus.

Skābju piemēri

Ūdeņraža halogenīdi

Visi ūdeņraža halogenīdi ir skābie savienojumi, jo īpaši, ja tie izšķīdināti ūdenī:

-HF (fluorūdeņražskābe).

-HCl (sālsskābe).

-HBr (hidrobromīdskābe).

-HI (joda skābe).

Okskābes

Oksīnskābes ir protonētas oksojonu formas:

HNO₃ (slāpekļskābe).

H₂SO₄ (sērskābe).

H₃PO₄ (fosforskābe).

HClO₄ (perhlorskābe).

Super skābes

Super skābes ir Bronsted skābes un spēcīgas Lewis skābes maisījums. Kad tie ir sajaukti, tie veido sarežģītas struktūras, kur saskaņā ar dažiem pētījumiem H⁺ "Pārlēkt" tajās.

Tās korozīvā jauda ir tāda, ka tie ir miljardi reižu spēcīgāki par H₂SO₄ koncentrāts Tos izmanto, lai kreka lielās molekulās, kas atrodas neapstrādātās, mazākās, sazarotās molekulās un ar lielu pievienoto ekonomisko vērtību.

-BF₃/ HF

-SbF₅/ HF

-SbF₅/ HSO₃F

-CF₃SO₃H

Organiskās skābes

Organiskās skābes raksturo viena vai vairākas karboksilgrupas (COOH), un starp tām ir:

-Citronskābe (atrodas daudzos augļos)

-Ābolskābe (no zaļajiem āboliem)

-Etiķskābe (no tirdzniecības etiķa)

-Sviestskābe (no rīsa sviesta)

-Vīnskābe (no vīniem)

-Un taukskābju ģimene.

Atsauces

1. Torrens H. Cietie un mīkstie skābes un bāzes. [PDF] Ņemts no: depa.fquim.unam.mx
2. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (2018. gada 3. maijs). 10 kopējo skābju nosaukumi. Saturs iegūts no: thinkco.com
3. Chempages Netorials. Skābes un bāzes: molekulārā struktūra un uzvedība. Ņemts no: chem.wisc.edu
4. Deziel, Chris. (2018. gada 27. aprīlis). Skābes un bāzes vispārīgās īpašības. Science. Saturs iegūts no: sciencing.com
5. Pittsburgh Supercomputing Center (PSC). (2000. gada 25. oktobris). Saturs iegūts no: psc.edu.