STIPRI RŪGŠTIS: SAVYBĖS IR PAVYZDŽIAI - CHEMIJA - 2024

Stipri rūgštis yra bet kuris junginys, galintis visiškai ir negrįžtamai atpalaiduojančio protonus arba vandenilio jonų, H ⁺ . Būdamas toks reaktyvus, daugybė rūšių yra priverstos sutikti su šiais H ⁺ ; vandens, kurio mišinys gali būti pavojingas paprastu fiziniu kontaktu.

Rūgštis dovanoja vandeniui protoną, kuris veikia kaip pagrindas hidronio jonui H ₃ O ^{+ sudaryti} . Hidronio jonų koncentracija stiprios rūgšties tirpale yra lygi rūgšties koncentracijai (=).

Šaltinis: subtilus per „Flickr“

Viršutiniame paveikslėlyje yra druskos rūgšties, HCl, buteliukas, kurio koncentracija yra 12M. Kuo didesnė rūgšties (silpnos ar stiprios) koncentracija, tuo atidžiau ją naudoti; dėl šios priežasties buteliuke pavaizduota rankos piktograma, sugadinta dėl ant jo nukritusio lašelio rūgšties.

Stipriosios rūgštys yra medžiagos, su kuriomis reikia elgtis gerai suprantant jų galimą poveikį; Atsargiai dirbant su jais, jų savybės gali būti panaudotos daugkartiniam naudojimui, viena iš labiausiai paplitusių yra mėginių sintezė arba jų ištirpinimo priemonės.

Stiprios rūgšties savybės

Disociacija

Stiprioji rūgštis vandeniniame tirpale 100% disocijuojasi ar jonizuojasi, priimdama elektronų porą. Rūgšties disociaciją galima apibūdinti tokia chemine lygtimi:

HAc + H ₂ O => A ^- + H ₃ O ⁺

Kur HAc yra stipri rūgštis, o A ^- jo konjuguota bazė.

Stiprios rūgšties jonizavimas yra procesas, kuris paprastai yra negrįžtamas; silpnose rūgštyse, priešingai, jonizacija yra grįžtamoji. Lygtis parodo, kad H ₂ O yra tas, kuris priima protoną; tačiau taip gali būti alkoholiai ir kiti tirpikliai.

Šis polinkis priimti protonus įvairiose medžiagose skiriasi, todėl HAc rūgšties stiprumas nėra vienodas visuose tirpikliuose.

pH

Stiprios rūgšties pH yra labai žemas - nuo 0 iki 1 pH vienetų. Pavyzdžiui, 0,1 M HCl tirpalo pH yra 1.

Tai galima įrodyti naudojant formulę

pH = - log

Tada galite apskaičiuoti 0,1 M HCl tirpalo pH

pH = -log (0,1)

0,1 M HCl tirpalo pH yra 1.

pKa

Rūgščių stiprumas yra susijęs su jų pKa. Pavyzdžiui, hidronio jono (H ₃ O ⁺ ) pKa yra –1,74. Paprastai stiprios rūgštys turi pKa, kurių vertės yra daugiau nei -1,74, todėl jos yra rūgštesnės nei ^pati H ₃ O ⁺ .

PKa tam tikru būdu išreiškia rūgšties polinkį išsiskirti. Kuo mažesnė jo vertė, tuo stipresnė ir agresyvesnė bus rūgštis. Dėl šios priežasties patogu išreikšti santykinį rūgšties stiprumą pKa reikšme.

Korozija

Apskritai stipriosios rūgštys yra klasifikuojamos kaip ėsdinančios. Tačiau yra ir šios prielaidos išimčių.

Pavyzdžiui, vandenilio fluoro rūgštis yra silpna rūgštis, tačiau ji yra labai ėsdinanti ir gali virškinti stiklą. Dėl šios priežasties jis turi būti laikomas plastikiniuose buteliuose ir žemoje temperatūroje.

Priešingai, labai stipri rūgštis, tokia kaip karborano superacidas, kuris, nepaisant to, kad yra milijonus kartų stipresnis už sieros rūgštį, nėra ėsdinantis.

Veiksniai, turintys įtakos jūsų jėgoms

Jo konjuguotos bazės elektronegatyvumas

Kai periodinės lentelės laikotarpis pasislenka į dešinę, elementų, sudarančių konjuguotosios bazės, neigiamumas padidėja.

Stebint periodinės lentelės 3 periodą, pavyzdžiui, paaiškėja, kad chloras yra labiau elektronegatyvus nei siera, o, savo ruožtu, siera yra labiau elektronegatyvus nei fosforas.

Tai atitinka tai, kad druskos rūgštis yra stipresnė už sieros rūgštį, o pastaroji yra stipresnė nei fosforo rūgštis.

Didėjant rūgšties konjuguotos bazės elektronegatyvumui, padidėja bazės stabilumas, todėl sumažėja jos polinkis pergrupėti vandeniliu, kad regeneruotų rūgštį.

Tačiau reikia atsižvelgti į kitus veiksnius, nes vien tai nėra lemiama.

Konjuguoto pagrindo spindulys

Rūgšties stiprumas taip pat priklauso nuo jos konjuguotos bazės spindulio. Periodinės lentelės VIIA grupės (halogenų) stebėjimas rodo, kad grupę sudarančių elementų atominiai spinduliai turi tokį ryšį: I> Br> Cl> F.

Taip pat susidarančios rūgštys išlaiko tą pačią mažėjančią rūgščių stiprumo tvarką:

HI> HBr> HCl> HF

Apibendrinant, didėjant tos pačios periodinės lentelės grupės elementų atominiam spinduliui, jų formuojamos rūgšties stipris didėja vienodai.

Tai paaiškinama H-Ac jungties susilpnėjimu dėl menko nevienodo dydžio atominių orbitų sutapimo.

Deguonies atomų skaičius

Rūgšties stiprumas oksacidų serijoje priklauso nuo deguonies atomų skaičiaus konjuguotoje bazėje.

Daugiausiai deguonies atomų turinčios molekulės yra rūšys, turinčios didžiausią rūgšties stiprumą. Pavyzdžiui, azoto rūgštis (HNO ₃ ) yra stipresnė rūgštis nei azoto rūgštis (HNO ₂ ).

Kita vertus, perchloro rūgštis (HClO ₄ ) yra stipresnė rūgštis nei chloro rūgštis (HClO ₃ ). Galiausiai hipochlorinė rūgštis (HClO) yra mažiausio stiprumo rūgštis iš serijos.

Pavyzdžiai

Stiprios rūgštys gali būti pavyzdys šioje mažėjimo tvarka rūgšties koncentracija: HI> HBr> HClO ₄ > HCl> H ₂ SO ₄ > CH₃C₆H₄SO₃H (toluensulfonrūgšties)> HNO ₃ .

Visi jie, o kiti, kurie buvo minimi iki šiol, yra stipriųjų rūgščių pavyzdžiai.

HI yra stipresnis nei HBr, nes HI ryšys lengviau nutrūksta, nes yra silpnesnis. HBr rūgštingumu pralenkia HClO ₄ , nes, nepaisant didelio ClO ₄ anijono stabilumo ^- delokalizuodamas neigiamą krūvį, H-Br ryšys išlieka silpnesnis nei O ₃ ClO-H ryšys .

Tačiau dėl keturių deguonies atomų HClO ₄ yra rūgštesnis nei HCl, kuris neturi jokio deguonies.

Kitą, HCl, yra stipresnis, negu H ₂ SO ₄ , nes Cl atomas yra daugiau nei Elektroujemny sieros; ir H ₂ SO ₄ , savo ruožtu, pranoksta rūgštingumo CH₃C₆H₄SO₃H, kuris turi vieną mažiau deguonies atomą ir ryšį, kuris turintis vandenilį kartu yra taip pat mažiau poliarinio.

Galiausiai HNO ₃ yra silpniausias iš visų, nes jis turi azoto atomą, nuo antrosios periodinės lentelės lentelės.

Nuorodos

1. Shmoop universitetas. (2018 m.). Savybės, lemiančios rūgšties stiprumą. Atkurta iš: shmoop.com
2. „Wiki Books“. (2018 m.). Rūgščių ir jų bazių bendroji chemija / savybės ir teorijos. Atkurta iš: en.wikibooks.org
3. Informacija apie rūgštis. (2018). Druskos rūgštis: šio tirpalo savybės ir pritaikymas. Atkurta iš: acidos.info
4. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (2018 m. Birželio 22 d.). Stiprių rūgščių apibrėžimas ir pavyzdžiai. Gauta iš „domaco.com“
5. Whittenas, Davisas, Peckas ir Stanley. (2008). Chemija. (8-asis leidimas). CENGAGE mokymasis.