Stiprios rūgšties savybės ir pavyzdžiai

A stipri rūgštis yra bet kuris junginys, galintis visiškai ir negrįžtamai atpalaiduoti protonus arba vandenilio jonus, H⁺. Būdamas toks reaktyvus, daugelis rūšių yra priversti priimti šiuos H⁺; pvz., vanduo, kurio maišymas tampa potencialiai pavojingas, naudojant paprastą fizinį kontaktą.

Rūgštis dovanoja vandeniui protoną, kuris veikia kaip pagrindas hidrono jonų susidarymui, H₃O⁺. Hidronio jonų koncentracija stiprios rūgšties tirpale yra lygi rūgšties koncentracijai ([H₃O⁺] = [HAc]).

Aukščiau pateiktame paveikslėlyje yra buteliukas druskos rūgšties, HCl, kurio koncentracija yra 12M. Kuo didesnė rūgšties koncentracija (silpna arba stipri), tuo atsargiau ją reikia tvarkyti; todėl butelis rodo rankos piktogramą, kurią sukelia korozinis rūgšties lašas, nukritęs ant jo.

Stiprios rūgštys yra medžiagos, kurios turi būti manipuliuojamos visiškai suvokiant jų galimą poveikį; atidžiai dirbdami su jais galite pasinaudoti jų savybėmis daugialypiam naudojimui, nes tai yra viena iš dažniausiai naudojamų mėginių sintezės ar ištirpimo priemonių.

Indeksas

• 1 stiprios rūgšties savybės
  • 1.1 Skirstymas
  • 1,2 pH
  • 1.3 pKa
  • 1.4 Korozija
• 2 Veiksniai, turintys įtakos jūsų jėgai
  • 2.1 Konjuguotos bazės elektronegatyvumas
  • 2.2 Konjugato pagrindo radijas
  • 2.3 Deguonies atomų skaičius
• 3 Pavyzdžiai
• 4 Nuorodos

Stiprios rūgšties savybės

Dissociacija

Stipri rūgštis disocijuoja arba jonizuoja 100% vandeninio tirpalo, priimdama elektronų porą. Rūgšties disociaciją galima schematizuoti naudojant tokią cheminę lygtį:

HAc + H₂O => A^-       +       H₃O⁺

Kai HAc yra stipri rūgštis ir A^- jo konjuguotos bazės.

Stiprios rūgšties jonizacija yra procesas, kuris paprastai yra negrįžtamas; Kita vertus, silpnose rūgštyse jonizacija yra grįžtama. Lygtyje parodoma, kad H₂O tai yra tas, kuris priima protoną; Tačiau alkoholiai ir kiti tirpikliai taip pat gali tai padaryti.

Ši tendencija priimti protonus įvairiose medžiagose skiriasi, todėl HAc rūgšties stiprumas visuose tirpikliuose nėra vienodas..

pH

Stiprios rūgšties pH yra labai maža, tai yra tarp 0 ir 1 pH vienetų. Pavyzdžiui, 0,1 M HCl tirpalo pH yra 1.

Tai galima įrodyti naudojant formulę

pH = - log [H⁺]

Galite apskaičiuoti 0,1 M HCl tirpalo pH, tada taikyti

pH = -log (0,1)

0,1 M HCl tirpalo pH yra 1.

pKa

Rūgščių stiprumas yra susijęs su jų pKa. Hidronio jonas (H₃O⁺), pavyzdžiui, pKa yra -1,74. Paprastai stiprios rūgštys turi pKa, turinčią daugiau neigiamų verčių nei -1,74, todėl yra rūgštingesnės už H₃O⁺.

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

Korozija

Apskritai stiprios rūgštys klasifikuojamos kaip ėsdinančios. Tačiau šios prielaidos yra išimtys.

Pavyzdžiui, hidrofluorūgštis yra silpna rūgštis, tačiau ji yra labai korozinė ir gali virškinti stiklą. Dėl to ji turi būti tvarkoma plastikiniuose buteliuose ir žemoje temperatūroje.

Kita vertus, stipri rūgštis, pvz., Karborano super rūgštis, kuri, nepaisant milijonų kartų stipresnės už sieros rūgštį, nėra ėsdinanti..

Veiksniai, turintys įtakos jūsų jėgai

Jo konjuguotos bazės elektronegatyvumas

Kadangi periodinės lentelės laikotarpiu vyksta perėjimas į dešinę, didėja elementų, sudarančių konjuguotą bazę, neigiamumas.

Periodinės lentelės 3 laikotarpio stebėjimas rodo, kad, pvz., Chloras yra labiau elektroninis nei sieros ir, savo ruožtu, siera yra daugiau elektronų nei fosforas.

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

Padidinant rūgšties konjuguotos bazės elektronegatyvumą, jis padidina bazės stabilumą ir todėl sumažina jo polinkį pergrupuoti vandeniliu, kad regeneruotų rūgštį..

Tačiau reikia apsvarstyti ir kitus veiksnius, nes vien tai nėra lemiamas veiksnys.

Konjuguotas pagrindo spindulys

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

Be to, rūgštys, kurios sudaro tokias pačias mažėjančias rūgščių stiprumo eilutes:

HI> HBr> HCl> HF

Apibendrinant, padidinus to paties periodinio stalo grupės elementų atominį spindulį, ta pačia kryptimi didėja rūgšties stiprumas, kuris susidaro.

Tai paaiškinama H-Ac obligacijos susilpnėjimu dėl prastų netolygių atomų orbitalių sutapimo..

Deguonies atomų skaičius

Rūgščių stiprumas oksido rūgščių serijoje priklauso nuo deguonies atomų skaičiaus konjugato bazėje.

Molekulės, turinčios didžiausią deguonies atomų skaičių, sudaro didesnį 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 (HClO₃). Galiausiai, hipochlorinė rūgštis (HClO) yra mažiausia stiprumo rūgštis serijoje.

Pavyzdžiai

Stiprios rūgštys gali būti pavyzdžiu mažėjančios rūgščių koncentracijos žemiau: HI> HBr> HClO₄ > HCl> H₂SO₄ > CH2C3H2SO4H (toluensulfonrūgštis)> HNO₃.

Visi jie ir kiti iki šiol paminėti yra stiprių rūgščių pavyzdžiai.

HI yra stipresnis už HBr, nes H-I ryšys lengvai išsilieja, nes jis yra silpnesnis. HBr viršija HClO rūgštingumą₄ nes, nepaisant didelio ClO anijono stabilumo₄^- perkeliant neigiamą krūvį, H-Br ryšys išlieka silpnesnis nei O-jungtis₃ClO-H.

Tačiau keturių deguonies atomų grįžta į HClO₄ daugiau rūgšties nei HCl, neturinčio deguonies.

Toliau HCl yra stipresnis už H₂SO₄ nes Cl atomas yra labiau elektroninis nei sieros atomas; ir H₂SO₄ savo ruožtu rūgštingumas viršija CH₃C₆H₄SO₃H, kuriame yra dar vienas deguonies atomas ir ryšys, turintis vandenilį, taip pat yra mažiau polinis.

Galiausiai, HNO₃ yra silpniausias iš visų, turintis azoto atomą, antrasis periodinio stalo periodas.

Nuorodos

1. Shmoop universitetas. (2018). Savybės, lemiančios rūgšties stiprumą. Gauta iš: shmoop.com
2. Wiki knygos. (2018). Bendroji chemija / savybės ir rūgščių ir bazių teorijos. Gauta iš: en.wikibooks.org
3. Rūgščių informacija (2018). Druskos rūgštis: šio tirpalo savybės ir panaudojimas. Gauta iš: acidos.info
4. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (2018 m. Birželio 22 d.). Stiprus rūgšties apibrėžimas ir pavyzdžiai. Gauta iš thinkco.com
5. Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Chemija (8-asis red.). Mokymosi mokymas.