ACID PUTERNIC: PROPRIETĂȚI ȘI EXEMPLE - CHIMIE - 2025

Un acid puternic este orice compus capabil să elibereze complet și ireversibil protoni sau ioni de hidrogen, H ⁺ . Fiind atât de reactivi, un număr mare de specii sunt obligate să accepte aceste H ⁺ ; cum ar fi apa, al cărei amestec devine potențial periculos cu un contact fizic simplu.

Acidul donează un proton la apă, care funcționează ca o bază pentru a forma ionul hidroniu, H ₃ O ⁺ . Concentrația ionului de hidroniu într-o soluție de acid puternic este egală cu concentrația acidului (=).

Sursa: maticulous via Flickr

În imaginea superioară se află o sticlă de acid clorhidric, HCl, cu o concentrație de 12M. Cu cât este mai mare concentrația unui acid (slab sau puternic), cu atât este necesară o manipulare mai atentă; de aceea, sticla arată pictograma unei mâini rănite de proprietatea corozivă a unei picături de acid care cade pe ea.

Acizii tari sunt substanțe care trebuie manipulate cu conștientizarea deplină a posibilelor efecte ale acestora; Lucrând cu ei cu atenție, proprietățile lor pot fi utilizate pentru multiple utilizări, una dintre cele mai frecvente fiind sinteza sau mijloacele de dizolvare a probelor.

Proprietățile unui acid puternic

Disociere

Un acid puternic se disociază sau ionizează 100% în soluție apoasă, acceptând o pereche de electroni. Disocierea unui acid poate fi conturată cu următoarea ecuație chimică:

Hac + H ₂ O => A ^- + H ₃ O ⁺

Unde HAc este acidul puternic, iar A ^- baza sa conjugată.

Ionizarea unui acid puternic este un proces care este de obicei ireversibil; în acizi slabi, dimpotrivă, ionizarea este reversibilă. Ecuația arată că H ₂ O este cea care acceptă protonul; cu toate acestea, la fel și alcoolii și alți solvenți.

Această tendință de a accepta protoni variază de la substanță la substanță și, astfel, rezistența la acid a HAc nu este aceeași în toți solvenții.

pH

PH-ul unui acid puternic este foarte scăzut, fiind cuprins între 0 și 1 unități de pH. De exemplu, o soluție de HCl 0,1 M are un pH de 1.

Acest lucru poate fi demonstrat folosind formula

pH = - jurnal

Puteți calcula pH-ul unei soluții de HCl 0,1 M, apoi aplicați

pH = -log (0,1)

Obținerea unui pH de 1 pentru soluția de HCl 0,1 M.

pKa

Puterea acizilor este legată de pKa lor. Hidroniu ion (H ₃ O ⁺ ), de exemplu, are un pKa de -1.74. In general, acizii puternici au pKa cu valori negative mai mult decât -1.74, și de aceea sunt mai acide decât H ₃ O ^{+ în sine} .

PKa exprimă într-un anumit mod tendința acidului de a se disocia. Cu cât valoarea acesteia este mai mică, cu atât acidul va fi mai puternic și mai agresiv. Din acest motiv, este convenabil să exprimați puterea relativă a unui acid prin valoarea sa pKa.

Coroziune

În general, acizii puternici sunt clasificați corozivi. Cu toate acestea, există excepții de la această presupunere.

De exemplu, acidul fluorhidric este un acid slab, dar este foarte coroziv și capabil să digere sticla. Datorită acestui fapt, trebuie manipulat în sticle de plastic și la temperaturi scăzute.

Dimpotrivă, un acid foarte puternic, cum ar fi superacidul carbohidrat, care, deși este de milioane de ori mai puternic decât acidul sulfuric, nu este coroziv.

Factorii care vă afectează puterea

Electronegativitatea bazei sale conjugate

Deoarece apare o schimbare spre dreapta într-o perioadă a tabelului periodic, negativitatea elementelor care alcătuiesc baza conjugată crește.

Observarea perioadei 3 din tabelul periodic arată, de exemplu, că clorul este mai electronegativ decât sulful și, la rândul său, sulful este mai electronegativ decât fosforul.

Acest lucru este în conformitate cu faptul că acidul clorhidric este mai puternic decât acidul sulfuric, iar acesta din urmă este mai puternic decât acidul fosforic.

Pe măsură ce electronegativitatea bazei conjugate a acidului crește, stabilitatea bazei crește și astfel tendința sa de a se regrupa cu hidrogen pentru a regenera acidul scade.

Cu toate acestea, alți factori trebuie luați în considerare, deoarece acest lucru nu este determinant.

Raza bazei conjugate

Puterea acidului depinde și de raza bazei sale conjugate. Observarea grupului VIIA din tabelul periodic (halogeni) arată că razele atomice ale elementelor care formează grupul au următoarea relație: I> Br> Cl> F.

De asemenea, acizii care se formează păstrează aceeași ordine descrescătoare a rezistenței acizilor:

HI> HBr> HCl> HF

În concluzie, pe măsură ce raza atomică a elementelor din același grup din tabelul periodic crește, rezistența acidului pe care îl formează crește în același mod.

Acest lucru se explică prin slăbirea legăturii H-Ac printr-o suprapunere slabă a orbitelor atomice care au dimensiuni inegale.

Numărul de atomi de oxigen

Puterea unui acid dintr-o serie de oxiaci depinde de numărul de atomi de oxigen din baza conjugată.

Moleculele care au cel mai mare număr de atomi de oxigen constituie specia cu cea mai mare rezistență la acid. De exemplu, acidul nitric (HNO ₃ ) este un acid mai puternic decât acidul azotat (HNO ₂ ).

Pe de altă parte, acidul percloric (HClO ₄ ) este un acid mai puternic decât acidul cloric (HClO ₃ ). Și în sfârșit, acidul hipocloros (HClO) este acidul cu cea mai mică rezistență din serie.

Exemple

Acizii tari pot fi exemplificați în ordinea descrescătoare a rezistenței la acid: HI> HBr> HClO ₄ > HCl> H ₂ SO ₄ > CH₃C₆H₄SO₃H (acid toluenesulfonic)> HNO ₃ .

Toate și celelalte menționate până acum sunt exemple de acizi puternici.

HI este mai puternic decât HBr, deoarece legătura HI se rupe mai ușor, deoarece este mai slabă. HBr depaseste HClO ₄ in aciditate , deoarece, în ciuda mare stabilitate a ClO ₄ anionul ^- prin delocalizeze sarcina negativă, legătura HBr rămâne mai slabă decât O ₃ ClO-H legătură .

Cu toate acestea, prezența a patru atomi de oxigen face ca HClO _{4 să fie} mai acid decât HCl, care nu are oxigen.

În continuare, HCl este mai puternic decât H ₂ SO _4, deoarece atomul Cl este mai electronegativ decât sulful; iar H ₂ SO _4, la rândul său, are mai multă aciditate decât CH₃C₆H₄SO acH, care are un atom de oxigen mai puțin, iar legătura care ține hidrogenul este de asemenea mai puțin polară.

În cele din urmă, HNO ₃ este cel mai slab dintre toate, deoarece are atomul de azot, din a doua perioadă a tabelului periodic.

Referințe

1. Universitatea Shmoop (2018). Proprietăți care determină rezistența la acid. Recuperat de la: shmoop.com
2. Wiki Books. (2018). Chimie generală / proprietăți și teorii ale acizilor și bazelor. Recuperat din: en.wikibooks.org
3. Acide Info. (2018). Acid clorhidric: proprietățile și aplicațiile acestei soluții. Recuperat din: acidos.info
4. Helmenstine, Anne Marie, doctorat. (22 iunie 2018). Definirea acidului puternic și exemple. Preluat de la thinkco.com
5. Whitten, Davis, Peck și Stanley. (2008). Chimie. (Ediția a VIII-a). CENGAGE Învățare.