- raksturojums
- Fiziskā
- Ķīmiski
- Skābums
- Nomenklatūra
- Bezūdens forma
- Ūdens šķīdumā
- Kā viņi veidojas?
- Hidrogenīdu tieša izšķīšana
- Nemetālu sāļu izšķīšana ar skābēm
- Lietojumprogrammas
- Tīrīšanas līdzekļi un šķīdinātāji
- Skābie katalizatori
- Reaģenti organisko un neorganisko savienojumu sintēzei
- Piemēri
- HF, fluorūdeņražskābe
- H
- HCl, sālsskābe
- HBr, bromūdeņražskābe
- H
- Atsauces
The hydrohalic vai bināro skābes izšķīdina ūdens savienojumi, kas sastāv no ūdeņraža atoma un A nemetāliskiem elements: ūdeņraža halogenīdu. Tā vispārējo ķīmisko formulu var izteikt kā HX, kur H ir ūdeņraža atoms un X ir nemetālisks elements.
X var piederēt 17. grupai, halogēniem vai 16. grupas elementiem, neiekļaujot skābekli. Atšķirībā no oksidoskābēm, hidracikliem trūkst skābekļa. Tā kā hidratādi ir kovalenti vai molekulāri savienojumi, jāapsver HX saite. Tam ir liela nozīme un tas nosaka katra hidracīda īpašības.
Avots: Gabriel Bolívar
Kas par HX saiti? Kā redzams attēlā iepriekš, pastāv pastāvīgs dažādu elektronegativitāšu dipolu momentu reizinājums starp H un X. Tā kā X parasti ir vairāk elektronegatīvs nekā H, tas piesaista savu elektronu mākoni un beidzas ar negatīvu daļēju lādiņu δ-.
No otras puses, H, iegūstot daļu no tā elektronu blīvuma līdz X, beidzas ar pozitīvu daļēju lādiņu δ +. Jo negatīvāks δ ir, jo bagātāks būs elektroniem X un jo lielāks būs H elektronu deficīts. Tāpēc atkarībā no tā, kurš elements ir X, hidracīds var būt vairāk vai mazāk polārs.
Attēls arī atklāj hidracīdu struktūru. HX ir lineāra molekula, kas vienā no tās galiem var mijiedarboties ar citu. Jo polārāks ir HX, jo spēcīgāk vai afinitāti tā molekulas mijiedarbosies. Tā rezultātā tā viršanas vai kušanas temperatūra palielināsies.
Tomēr HX-HX mijiedarbība joprojām ir pietiekami vāja, lai radītu cietu hidratskābi. Šī iemesla dēļ spiediena un apkārtējās temperatūras apstākļos tās ir gāzveida vielas; Izņemot HF, kas iztvaiko virs 20ºC.
Kāpēc? Tā kā HF spēj veidot spēcīgas ūdeņraža saites. Kamēr citi hidratādi, kuru nemetāliskie elementi ir mazāk elektronegatīvi, diezin vai tie var būt šķidrā fāzē zem 0ºC. HCl, piemēram, vārās apmēram -85 ° C temperatūrā.
Vai hidratādi ir skābas vielas? Atbilde slēpjas pozitīvajā daļējā lādiņā δ + uz ūdeņraža atomu. Ja δ + ir ļoti liels vai HX saite ir ļoti vāja, tad HX būs spēcīga skābe; Tāpat kā ar visiem halogēna hidroeskiem, tiklīdz to attiecīgie halogenīdi ir izšķīdināti ūdenī.
raksturojums
Fiziskā
-Neredzami visi hidratādi ir caurspīdīgi šķīdumi, jo HX ūdenī ļoti labi šķīst. Viņiem var būt dzeltenīgi toņi atbilstoši izšķīdušā HX koncentrācijai.
-Tie ir smēķētāji, kas nozīmē, ka tie izdala blīvus, kodīgus un kairinošus izgarojumus (daži no tiem pat nelabumu rada). Tas notiek tāpēc, ka HX molekulas ir ļoti gaistošas un mijiedarbojas ar ūdens tvaikiem vidē, kas apņem šķīdumus. Turklāt HX bezūdens formās ir gāzveida savienojumi.
-Hidracīdi ir labi elektrības vadītāji. Kaut arī HX atmosfēras apstākļos ir gāzveida sugas, ūdenī izšķīstot, tie izdala jonus (H + X - ), kas ļauj iziet cauri elektriskajai strāvai.
-Tās viršanas temperatūra ir augstāka nekā tā bezūdens formām. Tas ir, HX (ac), kas apzīmē hidratskābi, vārās temperatūrā virs HX (g). Piemēram, hidrogēnhlorīds, HCl (g), vārās -85 ° C temperatūrā, bet sālsskābe, tās hidratskābe, aptuveni 48ºC.
Kāpēc? Tā kā gāzveida HX molekulas ieskauj ūdens. Vienlaicīgi var notikt divu veidu mijiedarbība: ūdeņraža saites, HX - H 2 O - HX vai jonu šķīdināšana, H 3 O + (aq) un X - (aq). Šis fakts ir tieši saistīts ar hidratādu ķīmiskajām īpašībām.
Ķīmiski
Hidracīdi ir ļoti skābi šķīdumi, tāpēc tiem ir skābi protoni H 3 O +, kas ir pieejami, lai reaģētu ar citām vielām. No kurienes nāk H 3 O + ? No ūdeņraža atoma ar pozitīvu daļēju lādiņu δ +, kas disociējas ūdenī un galu galā kovalenti iekļaujas ūdens molekulā:
HX (aq) + H 2 O (l) <=> X - (aq) + H 3 O + (aq)
Ņemiet vērā, ka vienādojums atbilst reakcijai, kas izveido līdzsvaru. Ja X - (aq) + H 3 O + (aq) veidošanās ir termodinamiski ļoti labvēlīga, HX izlaidīs ūdenī savu skābo protonu; un tad tas ar jauno H nesēju " H 3 O + " var reaģēt ar citu savienojumu, pat ja tas nav spēcīgs pamats.
Iepriekš izskaidrots hidratābu skābās īpašības. Tas attiecas uz visiem ūdenī izšķīdinātiem HX; bet daži rada skābākus šķīdumus nekā citi. Kas tas ir? Iemesli var būt ļoti sarežģīti. Ne visi HX (ac) atbalsta iepriekš minēto līdzsvaru pa labi, tas ir, pret X - (ac) + H 3 O + (ac).
Skābums
Izņēmums ir fluorūdeņražskābe, HF (aq). Fluors ir ļoti elektronegatīvs, tāpēc tas saīsina HX saites attālumu, nostiprinot to pret tā sadalīšanos ūdens ietekmē.
Tāpat HF saitei ir daudz labāka pārklāšanās atoma rādiusa dēļ. No otras puses, H-Cl, H-Br vai HI saites ir vājākas un tām ir tendence pilnībā izdalīties ūdenī līdz vietai, kas sagrauj iepriekš pacelto līdzsvaru.
Tas ir tāpēc, ka pārējiem halogēniem vai halogēniem (piemēram, sēram) ir lielāki atomu rādiusi un tāpēc lielāki orbitāli. Līdz ar to HX saite uzrāda sliktāku orbītas pārklāšanos, jo X ir lielāks, un tas, savukārt, ietekmē skābes spēku, nonākot saskarē ar ūdeni.
Tādējādi halogēna skābju skābju skābuma pakāpe samazinās šādi: HF <HCl
Nomenklatūra
Bezūdens forma
Kā tiek nosaukti hidratādi? Bezūdens formās, HX (g), tie jāpiemin, kā to nosaka ūdeņraža halogenīdi: nosaukuma beigās pievienojot piedēkli –uro.
Piemēram, HI (g) sastāv no halogenīda (vai hidrīda), ko veido ūdeņradis un jods, tāpēc tā nosaukums ir: ūdeņraža jodīds . Tā kā nemetāli parasti ir vairāk elektronegatīvi nekā ūdeņradis, tā oksidācijas skaitlis ir +1. NaH, no otras puses, ūdeņradim ir oksidācijas skaitlis -1.
Tas ir vēl viens netiešs veids, kā atšķirt molekulāros hidrīdus no halogēniem vai ūdeņraža halogenīdiem no citiem savienojumiem.
Tiklīdz HX (g) nonāk saskarē ar ūdeni, to attēlo kā HX (ac), un pēc tam iegūst hidratskābi.
Ūdens šķīdumā
Lai nosauktu hidratādu, HX (ac), tā bezūdens formu piedēklis –uro jāaizstāj ar piedēkli –ūdeņradi. Un tās, pirmkārt, jāpiemin kā skābes. Tādējādi iepriekšminētajā piemērā HI (aq) tiek nosaukts kā: jods skābs ūdens .
Kā viņi veidojas?
Hidrogenīdu tieša izšķīšana
Hidracīdus var izveidot, vienkārši izšķīdinot to ūdeņraža halogenīdus ūdenī. To var attēlot ar šādu ķīmisko vienādojumu:
HX (g) => HX (ac)
HX (g) ļoti labi šķīst ūdenī, tāpēc atšķirībā no tā jonu disociācijas, lai atbrīvotu skābos protonus, nav šķīdības līdzsvara.
Tomēr ir vēlama sintētiska metode, jo tajā kā izejvielu tiek izmantoti sāļi vai minerāli, zemā temperatūrā tos izšķīdinot ar stiprām skābēm.
Nemetālu sāļu izšķīšana ar skābēm
Ja galda sāli, NaCl, izšķīdina ar koncentrētu sērskābi, notiek šāda reakcija:
NaCl (s) + H 2 SO 4 (aq) => HCl (aq) + NaHSO 4 (aq)
Sērskābe ziedo vienu no saviem skābajiem protoniem par Cl - hlorīda anjonu , tādējādi pārveidojot to par sālsskābi. Ūdeņraža hlorīds, HCl (g), var izplūst no šī maisījuma, jo tas ir ļoti gaistošs, it īpaši, ja tā koncentrācija ūdenī ir ļoti augsta. Otrs iegūtais sāls ir nātrijskābes sulfāts, NaHSO 4 .
Vēl viens veids, kā to iegūt, ir sērskābes aizstāšana ar koncentrētu fosforskābi:
NaCl (s) + H 3 PO 4 (aq) => HCl (aq) + NaH 2 PO 4 (aq)
H 3 PO 4 reaģē tāpat kā H 2 SO 4 , veidojot sālsskābi un nātrija diacīdu fosfātu. NaCl ir Cl - aniona avots , tāpēc, lai sintezētu pārējos hidratādus, ir nepieciešami sāļi vai minerāli, kas satur F - , Br - , I - , S 2- utt.
Bet H 2 SO 4 vai H 3 PO 4 izmantošana būs atkarīga no tā oksidācijas stiprības. H 2 SO 4 ir ļoti spēcīgs oksidētājs, līdz pat Br - un I - oksidē to Br 2 un I 2 molekulārajās formās ; pirmais ir sarkanīgi šķidrums, bet otrais - purpursarkana viela. Tāpēc H 3 PO 4 ir vēlama alternatīva šādās sintēzēs.
Lietojumprogrammas
Tīrīšanas līdzekļi un šķīdinātāji
Hidraktiķus galvenokārt izmanto dažādu veidu vielu izšķīdināšanai. Tas ir tāpēc, ka tās ir spēcīgas skābes un mēreni var notīrīt jebkuru virsmu.
Tā skābos protonus pievieno piemaisījumu vai netīrumu savienojumiem, padarot tos šķīstošus ūdens vidē, un pēc tam tos aiznes ūdens.
Atkarībā no minētās virsmas ķīmiskā rakstura var izmantot vienu vai otru hidratādu. Piemēram, fluorūdeņražskābi nevar izmantot stikla tīrīšanai, jo tā to izšķīdīs uz vietas. Sālsskābi izmanto, lai notīrītu traipus no peldbaseina flīzēm.
Tie arī spēj izšķīdināt iežus vai cietos paraugus, un pēc tam tos izmanto analītiskiem vai ražošanas mērķiem mazos vai lielos mērogos. Jonu apmaiņas hromatogrāfijā atlikušo jonu kolonnas tīrīšanai izmanto atšķaidītu sālsskābi.
Skābie katalizatori
Dažām reakcijām nepieciešami ļoti skābi šķīdumi, lai tās paātrinātu un saīsinātu to norises laiku. Šajā vietā nonāk hidracīdi.
Kā piemēru var minēt sālsskābes izmantošanu ledus etiķskābes sintēzē. Naftas rūpniecībai ir nepieciešami arī hidratādi rafinēšanas procesos.
Reaģenti organisko un neorganisko savienojumu sintēzei
Hidracīdi nodrošina ne tikai skābos protonus, bet arī to attiecīgos anjonus. Šie anjoni var reaģēt ar organisku vai neorganisku savienojumu, veidojot īpašu halogenīdu. Tādā veidā tos var sintezēt: fluorīdi, hlorīdi, jodīdi, bromīdi, selenīdi, sulfīdi un citi savienojumi.
Šiem halogenīdiem var būt ļoti dažādi pielietojumi. Piemēram, tos var izmantot polimēru, piemēram, teflona, sintezēšanai; vai starpnieki, no kuriem halogēna atomi tiks iestrādāti noteiktu zāļu molekulārajās struktūrās.
Pieņemsim, ka molekula CH 3 CH 2 OH, etanols, reaģē ar HCl, veidojot etilhlorīdu:
CH 3 CH 2 OH + HCl => CH 3 CH 2 Cl + H 2 O
Katra no šīm reakcijām slēpj mehānismu un daudzus aspektus, kas tiek ņemti vērā organiskajās sintēzēs.
Piemēri
Hidracīdiem nav daudz piemēru, jo iespējamo savienojumu skaits dabiski ir ierobežots. Šī iemesla dēļ daži papildu hidratādi ar to attiecīgo nomenklatūru ir uzskaitīti zemāk (saīsinājums (ac) tiek ignorēts):
HF, fluorūdeņražskābe
Binārā hidratāde, kuras HF molekulas veido spēcīgas ūdeņraža saites, līdz ūdenim tā ir vāja skābe.
H
Atšķirībā no līdz tam uzskatītajiem hidracīdiem, tas ir poliatomisks, tas ir, tajā ir vairāk nekā divi atomi, tomēr tas joprojām ir binārs, jo to veido divi elementi: sērs un ūdeņradis.
Tā leņķiskās MSM molekulas neveido jūtamas ūdeņraža saites un ir nosakāmas pēc to raksturīgās sapuvušās olu smakas.
HCl, sālsskābe
Viena no pazīstamākajām skābēm populārajā kultūrā. Tā ir pat daļa no kuņģa sulas sastāva, atrodas kuņģī, un kopā ar gremošanas fermentiem tie noārda pārtiku.
HBr, bromūdeņražskābe
Gāzes fāzē, tāpat kā hidrogēnskābe, tas sastāv no lineārām H-Br molekulām, kuras, nonākot ūdenī , sadalās H + (H 3 O + ) un Br - jonos .
H
Lai gan telūrijam ir noteikts metālisks raksturs, tā hidratāds izdala nepatīkamus un ļoti indīgus tvaikus, piemēram, selēna ūdeņradi.
Līdzīgi kā citi halkogenīdu hidratādi (no periodiskās tabulas 16. grupas), šķīdumā tas rada anjonu Te 2- , tāpēc tā valence ir -2.
Atsauces
- Klarks J. (2017. gada 22. aprīlis). Ūdeņraža halogenīdu skābums. Atgūts no: chem.libretexts.org
- Lumen: Ievads ķīmijā. Binārās skābes. Iegūts no: kursi.lumenlearning.com
- Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (2018. gada 22. jūnijs). Binārskābes definīcija. Atgūts no: domaco.com
- D. Skota kungs. Ķīmisko formulas rakstīšana un nomenklatūra. . Atgūts no: celinaschools.org
- Madhusha. (2018. gada 9. februāris). Atšķirt binārās un skābes skābes. Atgūts no: pediaa.com
- Wikipedia. (2018). Hidratskābe. Atgūts no: es.wikipedia.org
- Natālija Endrjū. (2017. gada 24. aprīlis). Hidrogēnskābes lietojumi. Atgūts no: sciencing.com
- StudiousGuy. (2018). Fluorskābe: svarīgi lietojumi un pielietojumi. Atgūts no: studiousguy.com