Hidrácidos charakteristikos, nomenklatūra, panaudojimas ir pavyzdžiai

The Vandenilis arba dvejetainės rūgštys yra vandenyje ištirpinti junginiai, susidedantys iš vandenilio ir nemetalinio elemento: vandenilio halogenidų. Jos bendra cheminė formulė gali būti išreikšta HX, kur H yra vandenilio atomas, o X - nemetalinis elementas.

X gali priklausyti 17 grupei, halogenams arba 16 grupės elementams, neįskaitant deguonies. Skirtingai nei okso rūgštys, angliavandeniliams trūksta deguonies. Kadangi hidridai yra kovalentiniai arba molekuliniai junginiai, reikia atsižvelgti į H-X ryšį. Tai labai svarbu ir apibrėžia kiekvienos rūgšties savybes.

Ką galima pasakyti apie „H-X“ nuorodą? Kaip matyti iš aukščiau esančio paveikslėlio, yra nuolatinis dipolio momentas, kurį sukuria skirtingi elektronai, tarp H ir X. Kadangi X paprastai yra daugiau elektroninis nei H, jis pritraukia elektroninį debesis ir baigiasi neigiamu daliniu įkrovimu δ-.

Kita vertus, H, gaunant dalį savo elektronų tankio į X, baigiasi daliniu teigiamu krūviu δ +. Kuo neigiamas yra δ-, turtingesni elektronuose bus X, tuo didesnis bus elektroninis H trūkumas. Todėl, priklausomai nuo to, kuris elementas yra X, hidrazidas gali būti daugiau ar mažiau polinis.

Vaizdas taip pat atskleidžia vandenilio rūgščių struktūrą. H-X yra tiesinė molekulė, kuri gali sąveikauti su kitu pagal vieną iš galų. Kuo poliaresnis HX, jo molekulės sąveikauja su didesne jėga ar afinitetu. Dėl to padidės jūsų virimo arba lydymosi taškai.

Tačiau H-X-H-X sąveika vis dar yra pakankamai silpna, kad gautų kietą hidrazidą. Todėl esant slėgiui ir aplinkos temperatūrai, yra dujinės medžiagos; išskyrus HF, kuris išgaruoja virš 20 ° C.

Kodėl? Kadangi HF gali formuoti stiprią vandenilio jungtį. Nors kiti hidrazidai, kurių ne metaliniai elementai yra mažiau elektroniniai, vargu ar gali būti skystoje fazėje žemiau 0 ° C. HCl, pavyzdžiui, virsta -85 ° C temperatūroje.

Ar rūgštinės medžiagos yra rūgštinės? Atsakymas yra dalinis teigiamas įkrovimas δ + vandenilio atomo atžvilgiu. Jei δ + yra labai didelis arba H-X ryšys yra labai silpnas, tada HX bus stipri rūgštis; Kaip ir visi halogenų angliavandeniliai, kai jų atitinkami halogenidai yra ištirpinti vandenyje.

Indeksas

• 1 Charakteristikos
  • 1.1 Fizinis
  • 1.2 Cheminės medžiagos
• 2 Nomenklatūra
  • 2.1 Bevandenė forma
  • 2.2 Vandeniniame tirpale
• 3 Kaip jie suformuoti?
  • 3.1 Tiesioginis vandenilio halogenidų ištirpinimas
  • 3.2 Nemetalų druskų ištirpinimas rūgštimis
• 4 Naudojimas
  • 4.1 Valikliai ir tirpikliai
  • 4.2 Rūgštiniai katalizatoriai
  • 4.3 Reagentai organinių ir neorganinių junginių sintezei
• 5 Pavyzdžiai
  • 5.1 HF, fluoro rūgštis
  • 5.2 H2S, vandenilio sulfidas
  • 5,3 HCl, druskos rūgštis
  • 5.4 HBr, vandenilio bromido rūgštis
  • 5.5 H2Te, tellūrinė rūgštis
• 6 Nuorodos

Savybės

Fizinis

-Matyt, visos hidro rūgštys yra skaidrūs tirpalai, nes HX labai tirpsta vandenyje. Jos gali būti gelsvos spalvos pagal ištirpusio HX koncentraciją.

-Jie yra rūkantys, o tai reiškia, kad jie išskiria tankius, ėsdinančius ir dirginančius garus (kai kurie iš jų netgi pykina). Taip yra todėl, kad HX molekulės yra labai lakios ir sąveikauja su tirpalo aplinkoje esančiu vandens garu. Be to, HX jo bevandenėse formose yra dujiniai junginiai.

-Vandenilis yra geri elektros laidininkai. Nors HX yra dujinės rūšys atmosferos sąlygomis, kai jos ištirpsta vandenyje, jos išskiria jonus (H)⁺X^-), leidžianti praeiti elektros srovę.

-Jo virimo taškai yra pranašesni už bevandenių formų. Tai reiškia, kad HX (ac), kuris žymi hidrazidą, virsta aukštesnėje nei HX (g) temperatūroje. Pavyzdžiui, vandenilio chloridas, HCl (g), virsta -85 ° C temperatūroje, bet druskos rūgštis, jos hidracido, maždaug 48 ° C.

Kodėl? Kadangi HX dujų molekulės yra apsuptos vandens molekulėmis. Tarp jų gali atsirasti dviejų tipų sąveika: vandenilio jungtys, HX-H₂O - HX arba jonų solvacija, H₃O⁺(ac) ir X^-(ac). Šis faktas yra tiesiogiai susijęs su hidro rūgščių cheminėmis savybėmis.

Chemikalai

Hidrazidai yra labai rūgštūs tirpalai, todėl jie turi H rūgšties protonų₃O⁺ reaguoti su kitomis medžiagomis. Iš kur kilęs H?₃O⁺? Iš vandenilio atomo su daliniu teigiamu įkrovimu δ +, kuris disocijuoja vandenyje ir baigiasi kovalentiškai į vandens molekulę:

HX (ac) + H₂O (l) <=> X^-(ac) + H₃O⁺(ac)

Atkreipkite dėmesį, kad lygtis atitinka reakciją, kuri sukuria pusiausvyrą. Kai X formavimas^-(ac) + H₃O⁺(ac) yra termodinamiškai labai palankus, HX atpalaiduos savo rūgšties protoną vandeniui; ir tada tai, su H₃O⁺ kaip naujasis „vežėjas“ gali reaguoti su kitu junginiu, net jei pastarasis nėra stipri bazė.

Pirmiau paaiškinama rūgštinių hidridų savybės. Tai pasakytina apie visus vandenyje ištirpusius HX; tačiau kai kurie duoda daugiau rūgštinių sprendimų nei kiti. Kodėl taip? Priežastys gali būti labai sudėtingos. Ne visi HX (ac) palankiai vertina ankstesnę pusiausvyrą dešinėje, ty X link^-(ac) + H₃O⁺(ac).

Rūgštingumas

Išimtis pastebima hidrofluorūgštyje, HF (ac). Fluoras yra labai elektroninis, todėl jis sutrumpina H-X jungties atstumą, stiprindamas jį nuo jo plyšimo vandens veikimu..

Panašiai H-F jungtis turi daug geriau persidengti dėl atominių radijo priežasčių. Priešingai, H-Cl, H-Br arba H-I ryšiai yra silpnesni ir linkę visiškai susiskaldyti vandenyje iki to laiko, kai susilaužta su anksčiau iškelta pusiausvyra.

Taip yra todėl, kad kiti halogenai arba chalkogenai (pvz., Siera) turi didesnius atominius spindulius ir, atitinkamai, didesnius orbitalius. Dėl šios priežasties H-X jungtis pasižymi prastesniu orbitiniu persidengimu, nes X yra didesnis, o tai savo ruožtu turi įtakos rūgšties stiprumui, kai jis liečiasi su vandeniu..

Tokiu būdu halogenų hidrogenų rūgštingumo mažėjimo tvarka yra tokia: HF< HCl

Nomenklatūra

Bevandenė forma

Kaip įvardijami hidroksidai? Jų bevandenėse formose, HX (g), jos turėtų būti paminėtos kaip nurodomos vandenilio halogenidams: pridedant pavadinimą -uro iki jų pavadinimų pabaigos.

Pavyzdžiui, HI (g) susideda iš halogenido (arba hidrido), susidarančio vandenilio ir jodo, todėl jo pavadinimas yra: yoduro vandenilio. Kadangi nemetalai dažniausiai yra elektroniškesni nei vandenilis, oksidacijos skaičius yra +1. Kita vertus, NaH vandenilio oksidacijos skaičius yra -1.

Tai dar vienas netiesioginis būdas diferencijuoti molekulinius hidridus nuo halogenų arba vandenilio halogenų iš kitų junginių.

Kai HX (g) liečiasi su vandeniu, jis yra pavaizduotas kaip HX (ac), o tada - hidrazidas.

Vandeniniame tirpale

Norint pavadinti hidrazidą HX (ac), jo bevandenių formų priesaga -uro turi būti pakeista priesaga -hidric. Ir pirmiausia ji turi būti paminėta kaip rūgštis. Taigi, ankstesniame pavyzdyje, HI (ac) yra vadinamas: rūgšties yodvanduo.

Kaip jie formuojami?

Vandenilio halogenidų tiesioginis ištirpinimas

Hidrazidai gali būti susidarę paprastu jų atitinkamų vandenilio halogenidų tirpinimu vandenyje. Tai galima apibūdinti pagal šią cheminę lygtį:

HX (g) => HX (ac)

HX (g) yra labai gerai tirpus vandenyje, todėl nėra pusiausvyros tirpumo, skirtingai nei jonų disociacija, leidžianti išskirti rūgštinius protonus..

Tačiau yra sintetinis metodas, kuris yra pageidautinas, nes jis naudoja druskas arba mineralus kaip žaliavą, tirpindamas jas esant žemoms temperatūroms su stipriomis rūgštimis..

Nemetalų druskų ištirpinimas rūgštimis

Jei stalo druska, NaCl, ištirpinama koncentruota sieros rūgštimi, pasireiškia tokia reakcija:

NaCl (s) + H₂SO₄(ac) => HCl (ac) + NaHSO₄(ac)

Sieros rūgštis dovanoja vieną iš savo rūgščių protonų Cl chlorido anijonui^-, paversti jį druskos rūgštimi. Iš šio mišinio gali išsiskirti vandenilio chloridas, HCl (g), nes jis yra labai lakus, ypač jei jo koncentracija vandenyje yra labai didelė. Kita gaminama druska yra natrio rūgšties sulfatas, NaHSO₄.

Kitas būdas jį gaminti yra pakeisti sieros rūgštį koncentruota fosforo rūgštimi:

NaCl (s) + H₃PO₄(ac) => HCl (ac) + NaH₂PO₄(ac)

H₃PO₄ jis reaguoja taip pat kaip ir H₂SO₄, druskos rūgšties ir natrio diacido fosfato. NaCl yra Cl aniono šaltinis^-, kad sintezuotų kitus hidrazidus reikia druskų arba mineralų, kurių sudėtyje yra F^-, Br^-, I^-, S^2-, ir tt.

Bet H naudojimas₂SO₄ arba H₃PO₄ jis priklausys nuo oksidacinio stiprumo. H₂SO₄ Tai labai stiprus oksidatorius, taigi jis oksiduoja net Br^- ir aš^- į jo molekulines formas Br₂ ir aš₂; pirmasis yra rausvas skystis, o antrasis - raudonos spalvos. Todėl H₃PO₄ yra tokia pasirinkta alternatyva.

Naudojimas

Valikliai ir tirpikliai

Vandenilio rūgštys iš esmės naudojamos skirtingoms medžiagoms ištirpinti. Taip yra todėl, kad jie yra stiprios rūgštys, o saikingai gali valyti bet kokį paviršių.

Jų rūgštiniai protonai pridedami prie priemaišų arba nešvarumų junginių, todėl jie tirpsta vandeninėje terpėje ir po to nunešiami vandeniu..

Priklausomai nuo minėto paviršiaus cheminio pobūdžio, gali būti naudojamas hidrazidas arba kitas. Pavyzdžiui, vandenilio fluoro rūgštis negali būti naudojama stiklo valymui, nes ji iš karto ištirps. Vandenilio chlorido rūgštis naudojama dėmėms pašalinti ant baseinų plytelių.

Jie taip pat gali ištirpinti uolienus ar kietus mėginius, o po to juos naudoti analitiniams ar gamybos tikslams mažomis arba didelėmis svarstyklėmis. Jonų mainų chromatografijoje likusių jonų kolonėlės valymui naudojama praskiesta druskos rūgštis.

Rūgštiniai katalizatoriai

Kai kurioms reakcijoms reikalingi labai rūgštūs sprendimai, kad juos būtų galima pagreitinti ir sumažinti laiką. Čia įeina vandenilio rūgštys.

To pavyzdys yra hidrojodidinės rūgšties panaudojimas ledinės acto rūgšties sintezėje. Naftos pramonei naftos perdirbimo procesuose taip pat reikalingi vandens rūgštys.

Reagentai organinių ir neorganinių junginių sintezei

Vandenilio rūgštys ne tik suteikia rūgščių protonų, bet ir jų atitinkamų anijonų. Šie anijonai gali reaguoti su organiniu arba neorganiniu junginiu, kad susidarytų specifinis halogenidas. Tokiu būdu galima sintezuoti: daugiau fluoridų, chloridų, jodidų, bromidų, selenidų, sulfidų ir kitų junginių.

Šie halogenidai gali būti labai įvairūs. Pavyzdžiui, jie gali būti naudojami polimerų, pvz., Teflono, sintezei; arba tarpininkai, iš kurių į tam tikrų vaistų molekulines struktūras bus įtraukti halogeno atomai.

Tarkime CH molekulę₃CH₂OH, etanolis, reaguoja su HCl, kad susidarytų etilo chloridas:

CH₃CH₂OH + HCl => CH₃CH₂Cl + H₂O

Kiekviena iš šių reakcijų slepia mechanizmą ir daugelį aspektų, kurie yra nagrinėjami organinėje sintezėje.

Pavyzdžiai

Hidrazidų nėra daug, nes galimų junginių skaičius yra natūraliai ribotas. Dėl šios priežasties toliau išvardyti kai kurie papildomi vandenilio rūgštys su atitinkama nomenklatūra (santrumpa (ac) ignoruojama):

HF, fluoro rūgštis

Hidraulinė dvejetainė, kurios H-F molekulės sudaro stiprią vandenilio jungtį, tiek, kad vandenyje ji yra silpna rūgštis.

H₂S, vandenilio sulfidas

Skirtingai nuo iki šiol laikomų vandenilio rūgščių, ji yra poliatominė, ty ji turi daugiau kaip du atomus, tačiau ji ir toliau yra dvejetainė, nes tai yra du elementai: siera ir vandenilis.

Jo H-S-H kampinės molekulės nesukuria pastebimų vandenilio tiltų ir gali būti aptinkamos pagal jų būdingą supuvusių kiaušinių kvapą.

HCl, druskos rūgštis

Vienas iš labiausiai žinomų rūgščių populiarioje kultūroje. Tai apima skrandžio sulčių, esančių skrandyje, sudėtį ir kartu su virškinimo fermentais mažina maistą.

HBr, vandenilio bromido rūgštis

Kaip ir hidrojodido rūgštis, dujų fazė susideda iš linijinių H-Br molekulių, kurios skiriasi nuo H jonų⁺ (H₃O⁺) ir Br^- kai jie patenka į vandenį.

H₂Te, tellūrinė rūgštis

Nors tellūras turi tam tikrą metalinį pobūdį, jo hidrazidas išskiria nemalonius ir labai nuodingus garus, tokius kaip selenhidrinė rūgštis..

Kaip ir kiti chalcogenidų hidrazidai (iš periodinės lentelės 16 grupės), tirpale susidaro anijonas Te^2-, todėl jos valencija yra -2.

Nuorodos

1. Clark J. (2017 m. Balandžio 22 d.). Vandenilio halogenidų rūgštingumas. Gauta iš: chem.libretexts.org
2. Lumen: Įvadas į chemiją. Dvejetainės rūgštys. Paimta iš: courses.lumenlearning.com
3. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (2018 m. Birželio 22 d.). Binarūgšties apibrėžimas. Gauta iš: thinkco.com
4. D. Scott. Cheminės formulės rašymas ir nomenklatūra. [PDF] Gauta iš: celinaschools.org
5. Madhusha (2018 m. Vasario 9 d.). Skirkite dvejetainių rūgščių ir oksi rūgščių. Gauta iš: pediaa.com
6. Vikipedija. (2018). Vandenilio rūgštis Gauta iš: en.wikipedia.org
7. Natalie Andrews (2017 m. Balandžio 24 d.). Hydriodic rūgšties panaudojimas. Gauta iš: sciencing.com
8. StudiousGuy (2018). Hidrofluorūgštis: svarbūs naudojimo būdai. Gauta iš: studiousguy.com