- Spēcīgas skābes īpašības
- Disociācija
- pH
- pKa
- Korozija
- Faktori, kas ietekmē jūsu izturību
- Tās konjugētās bāzes elektronegativitāte
- Konjugētās pamatnes rādiuss
- Skābekļa atomu skaits
- Piemēri
- Atsauces
Stipra skābe ir jebkurš savienojums, kas spēj pilnīgi un neatgriezeniski atbrīvojot protonus vai ūdeņraža jonus, H + . Būdami tik reaģējoši, liels skaits sugu ir spiestas pieņemt šos H + ; piemēram, ūdens, kura maisījums kļūst potenciāli bīstams ar vienkāršu fizisku kontaktu.
Skābe ūdenim ziedo protonu, kas kā bāze veido hidronija jonu H 3 O + . Hidronija jona koncentrācija stiprās skābes šķīdumā ir vienāda ar skābes koncentrāciju (=).
Avots: smalks caur Flickr
Augšējā attēlā ir sālsskābes, HCl pudele ar koncentrāciju 12M. Jo augstāka ir skābes koncentrācija (vāja vai stipra), jo rūpīgāk ar to jārīkojas; tāpēc pudelē ir redzama tās rokas piktogramma, kuru ievainojis korozijas izraisītais skābes piliens, kas uz tās krīt.
Spēcīgās skābes ir vielas, ar kurām jārīkojas, pilnībā apzinoties to iespējamo iedarbību; Rūpīgi strādājot ar viņiem, to īpašības var izmantot vairākkārt, viena no izplatītākajām ir paraugu sintēze vai izšķīšana.
Spēcīgas skābes īpašības
Disociācija
Spēcīga skābe ūdens šķīdumā disociē vai jonizē 100%, pieņemot elektronu pāri. Skābes disociāciju var izklāstīt, izmantojot šādu ķīmisko vienādojumu:
HAc + H 2 O => A - + H 3 O +
Kur HAc ir stiprā skābe, un A - tā konjugētā bāze.
Spēcīgas skābes jonizācija parasti ir neatgriezenisks process; vājās skābēs, gluži pretēji, jonizācija ir atgriezeniska. Vienādojums parāda, ka H 2 O ir tas, kas pieņem protonu; tomēr, tāpat kā spirti un citi šķīdinātāji.
Šī tendence pieņemt protonus dažādās vielās ir atšķirīga, un tādējādi HAc skābes stiprums nav vienāds visos šķīdinātājos.
pH
Spēcīgas skābes pH ir ļoti zems, no 0 līdz 1 pH vienībām. Piemēram, 0,1 M HCl šķīdumam ir pH 1.
To var pierādīt, izmantojot formulu
pH = - log
Pēc tam var aprēķināt 0,1 M HCl šķīduma pH
pH = -log (0,1)
PH iegūšana 0,1 M HCl šķīdumam.
pKa
Skābju stiprums ir saistīts ar to pKa. Piemēram, hidronija jona (H 3 O + ) pKa ir -1,74. Parasti spēcīgajām skābēm ir pKa ar vairāk negatīvām vērtībām nekā -1,74, un tāpēc tās ir skābākas nekā pati H 3 O + .
PKa noteiktā veidā izsaka skābes tendenci disociēties. Jo zemāka tā vērtība, jo stiprāka un agresīvāka būs skābe. Šī iemesla dēļ skābes relatīvo stiprumu ir ērti izteikt ar tās pKa vērtību.
Korozija
Parasti stiprās skābes klasificē kā kodīgas. Tomēr šim pieņēmumam ir izņēmumi.
Piemēram, fluorūdeņražskābe ir vāja skābe, tomēr tā ir ļoti kodīga un spēj sagremot stiklu. Tāpēc tas ir jāpārkrauj plastmasas pudelēs un zemā temperatūrā.
Turpretī tādas lielas stiprības skābe kā karboranskābe, kas, neskatoties uz to, ka ir miljoniem reižu spēcīgāka par sērskābi, nav kodīga.
Faktori, kas ietekmē jūsu izturību
Tās konjugētās bāzes elektronegativitāte
Tā kā periodiskās tabulas periodā notiek nobīde pa labi, palielinās to elementu negatīvisms, kas veido konjugētās pamatni.
Novērojot periodiskās tabulas 3. periodu, piemēram, redzams, ka hlors ir vairāk elektronegatīvs nekā sērs, un, savukārt, sērs ir vairāk elektronegatīvs nekā fosfors.
Tas ir saskaņā ar faktu, ka sālsskābe ir spēcīgāka nekā sērskābe, un pēdējā ir spēcīgāka nekā fosforskābe.
Palielinoties skābes konjugētās bāzes elektronegativitātei, palielinās bāzes stabilitāte, un tādējādi samazinās tās tendence pārgrupēties ar ūdeņradi, lai atjaunotu skābi.
Tomēr jāņem vērā arī citi faktori, jo tas pats par sevi nav noteicošais.
Konjugētās pamatnes rādiuss
Skābes stiprums ir atkarīgs arī no tā konjugētās bāzes rādiusa. Periodiskās tabulas VIIA grupas (halogēnu) novērojumi liecina, ka grupu veidojošo elementu atomu rādiusiem ir šāda saistība: I> Br> Cl> F
Tāpat veidojošās skābes saglabā to pašu samazinošo secību pēc skābju stiprības:
HI> HBr> HCl> HF
Noslēgumā jāpiebilst, ka, palielinoties periodiskās tabulas vienas un tās pašas grupas elementu atomu rādiusam, tādā pašā veidā palielinās arī to veidotās skābes stiprums.
Tas izskaidrojams ar H-Ac saites pavājināšanos ar sliktu nevienmērīgu atomu orbitālu pārklāšanos.
Skābekļa atomu skaits
Skābes stiprums virknē oksacīdu ir atkarīgs no skābekļa atomu skaita konjugētā bāzē.
Tās molekulas, kurās ir vislielākais skābekļa atomu skaits, ir sugas ar vislielāko skābes stiprību. Piemēram, slāpekļskābe (HNO 3 ) ir stiprāka skābe nekā slāpekļskābe (HNO 2 ).
No otras puses, perhlorskābe (HClO 4 ) ir stiprāka skābe nekā hlorskābe (HClO 3 ). Visbeidzot, hipohlorskābe (HClO) ir sērijas zemākās stiprības skābe.
Piemēri
Stipras skābes var ilustrē šādā secībā pēc skābes stiprumu: HI> HBr> HClO 4 > HCl> H 2 SO 4 > CH₃C₆H₄SO₃H (toluolsērskābi)> HNO 3 .
Visi no tiem, kā arī citi, kas līdz šim tika minēti, ir spēcīgu skābju piemēri.
HI ir stiprāks par HBr, jo HI saite vieglāk sadalās, jo tā ir vājāka. HBr pārspēj HClO 4 skābumā, jo, neskatoties uz lielo ClO 4 anjona stabilitāti - , pārvietojot negatīvo lādiņu, H-Br saite paliek vājāka nekā O 3 ClO-H saite .
Tomēr četru skābekļa atomu klātbūtne padara HClO 4 skābāku nekā HCl, kurā nav skābekļa.
Next, HCl ir stiprāks nekā H 2 SO 4 , jo Cl atoms ir vairāk electronegative nekā sēra atoma; un H 2 SO 4 savukārt pārsniedz in skābumu CH₃C₆H₄SO₃H, kas ir viens mazāk skābekļa atomu un saite, kas notur ūdeņradi kopā ir arī mazāk polāru.
Visbeidzot, HNO 3 ir vājākais no visiem, jo tam ir slāpekļa atoms, sākot no periodiskās tabulas otrā posma.
Atsauces
- Šmopa universitāte. (2018). Īpašības, kas nosaka skābes stiprību. Atgūts no: shmoop.com
- Wiki grāmatas. (2018). Vispārīgā ķīmija / skābju un bāzu īpašības un teorijas. Atgūts no: en.wikibooks.org
- Informācija par skābēm. (2018). Sālsskābe: šī šķīduma īpašības un pielietojums. Atgūts no: acidos.info
- Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (2018. gada 22. jūnijs). Spēcīgas skābes definīcija un piemēri. Izgūts no domaco.com
- Vaitens, Deiviss, Peks un Stenlijs. (2008). Ķīmija. (8. izd.). CENGAGE mācīšanās.