- caracteristici
- Fizic
- Chimic
- Aciditate
- Nomenclatură
- Forma anhidră
- În soluție apoasă
- Cum sunt formate?
- Dizolvarea directă a halogenurilor de hidrogen
- Dizolvarea sărurilor nemetalelor cu acizi
- Aplicații
- Produse de curățare și solvenți
- Catalizatori acizi
- Reactivi pentru sinteza compușilor organici și anorganici
- Exemple
- HF, acid clorhidric
- H
- HCl, acid clorhidric
- HBr, acid clorhidric
- H
- Referințe
De halohidrici Acizii sau binare sunt dizolvate în apă compuși care constau din hidrogen și un element de nemetalici: halogenuri de hidrogen. Formula sa chimică generală poate fi exprimată ca HX, unde H este atomul de hidrogen, iar X este elementul nemetalic.
X poate aparține grupei 17, halogenilor sau elementelor din grupa 16 fără a include oxigen. Spre deosebire de oxoacide, hidracidele nu au oxigen. Deoarece hidracidele sunt compuși covalenți sau moleculari, trebuie luată în considerare legătura HX. Acest lucru are o importanță deosebită și definește caracteristicile fiecărui hidracid.
Sursa: Gabriel Bolívar
Dar legătura HX? Așa cum se poate observa în imaginea de mai sus, există un produs de moment dipol permanent al diferitelor electronegativități dintre H și X. Deoarece X este de obicei mai electronegativ decât H, își atrage norul de electroni și sfârșește cu o sarcină parțială negativă δ-.
Pe de altă parte, H, cedând o parte din densitatea electronului său la X, sfârșește cu o sarcină parțială pozitivă δ +. Cu cât este mai negativ δ-, cu atât va fi mai bogat în electroni X și cu atât este mai mare deficiența de electroni a lui H. Prin urmare, în funcție de elementul X, un hidracid poate fi mai mult sau mai puțin polar.
Imaginea relevă, de asemenea, structura hidracidelor. HX este o moleculă liniară, care poate interacționa cu o alta la unul dintre capetele sale. Cu cât HX este mai polar, cu atât mai puternic sau mai mult afinitate vor interacționa cu moleculele sale. Ca urmare, punctele sale de fierbere sau de topire vor crește.
Cu toate acestea, interacțiunile HX-HX sunt încă destul de slabe pentru a da naștere unui hidracid solid. Din acest motiv, în condiții de presiune și temperatură ambientală, acestea sunt substanțe gazoase; Cu excepția HF, care se evaporă peste 20ºC.
De ce? Deoarece HF este capabil să formeze legături puternice de hidrogen. În timp ce celelalte hidracide, ale căror elemente nemetalice sunt mai puțin electronegative, cu greu pot fi în faza lichidă sub 0ºC. HCl, de exemplu, fierbe la aproximativ -85 ° C.
Hidracidele sunt substanțe acide? Răspunsul constă în încărcarea parțială pozitivă δ + pe atomul de hidrogen. Dacă δ + este foarte mare sau legătura HX este foarte slabă, atunci HX va fi un acid puternic; La fel ca în cazul tuturor hidroacidelor halogenelor, odată dizolvată halogenele lor în apă.
caracteristici
Fizic
-Vizibil că toate hidracidele sunt soluții transparente, deoarece HX sunt foarte solubile în apă. Pot avea tonuri de gălbui în funcție de concentrațiile de HX dizolvat.
-Sunt fumatori, ceea ce înseamnă că emană fum dens, coroziv și iritant (unele dintre ele sunt chiar greață). Acest lucru se datorează faptului că moleculele HX sunt foarte volatile și interacționează cu vaporii de apă din mediul care înconjoară soluțiile. Mai mult, HX în formele sale anhidre sunt compuși gazoși.
-Hidracidele sunt buni conductori de electricitate. Deși HX sunt specii gazoase în condiții atmosferice, atunci când se dizolvă în apă, ele eliberează ioni (H + X - ), care permit trecerea curentului electric.
-Punctele sale de fierbere sunt mai mari decât cele ale formelor sale anhidre. Adică HX (ac), care indică hidracidul, fierbe la temperaturi peste HX (g). De exemplu, clorura de hidrogen, HCl (g), fierbe la -85ºC, dar acidul clorhidric, hidracidul său, este în jur de 48ºC.
De ce? Deoarece moleculele gazoase HX sunt înconjurate de cele ale apei. Există două tipuri de interacțiuni pot avea loc în același timp: legături de hidrogen, HX - H 2 O - HX, sau ion solvatare, H 3 O + (aq) și X - (aq). Acest fapt este direct legat de caracteristicile chimice ale hidracidelor.
Chimic
Hidracidele sunt soluții foarte acide, deci au protoni acide H 3 O + disponibili pentru a reacționa cu alte substanțe. De unde provine H 3 O + ? Din atomul de hidrogen cu sarcină parțială pozitivă δ +, care se disociază în apă și se sfârșește încorporând covalent într-o moleculă de apă:
HX (aq) + H 2 O (l) <=> X - (aq) + H 3 O + (aq)
Rețineți că ecuația corespunde unei reacții care stabilește un echilibru. Când formarea X - (aq) + H 3 O + (aq) este termodinamic mult favorizat, HX va elibera protonului sale acide în apă; și apoi, cu H 3 O + ca noua sa „purtător“, poate reacționa cu un alt compus, chiar dacă acesta din urmă nu este o bază puternică.
Cele de mai sus explică caracteristicile acide ale hidracidelor. Acesta este cazul tuturor HX dizolvate în apă; dar unii generează soluții mai acide decât altele. Pentru ce este asta? Motivele pot fi foarte complicate. Nu toate HX (ac) favorizează echilibrul de mai sus spre dreapta, adică spre X - (ac) + H 3 O + (ac).
Aciditate
Și excepția este observată în acidul fluorhidric, HF (aq). Fluorul este foarte electronegativ, prin urmare, scurtează distanța legăturii HX, întărindu-l împotriva defalcării acestuia prin acțiunea apei.
De asemenea, legătura HF are o suprapunere mult mai bună din motive de rază atomică. Pe de altă parte, legăturile H-Cl, H-Br sau HI sunt mai slabe și tind să se disocieze complet în apă, până la ruperea echilibrului ridicat mai sus.
Acest lucru se datorează faptului că ceilalți halogeni sau calcogeni (sulf, de exemplu), au raze atomice mai mari și, prin urmare, orbitali mai mari. În consecință, legătura HX prezintă o suprapunere orbitală mai slabă, deoarece X este mai mare, ceea ce la rândul său afectează forța acidă când este în contact cu apa.
Astfel, ordinea descrescătoare a acidității pentru hidroacidii halogenilor este următoarea: HF <HCl
Nomenclatură
Forma anhidră
Cum se numesc hidracide? În formele lor anhidre, HX (g), ele trebuie menționate ca fiind dictate pentru halogenuri de hidrogen: prin adăugarea sufixului –uro la sfârșitul numelor lor.
De exemplu, HI (g) constă dintr-o halogenă (sau hidrură) formată din hidrogen și iod, de aceea numele său este: iodură de hidrogen. Deoarece nemetalele sunt în general mai electronegative decât hidrogenul, acesta are un număr de oxidare de +1. În NaH, pe de altă parte, hidrogenul are un număr de oxidare de -1.
Acesta este un alt mod indirect de a diferenția hidrurile moleculare de halogeni sau halogenuri de hidrogen de alți compuși.
Odată ce HX (g) intră în contact cu apa, este reprezentat ca HX (ac) și apoi se obține hidracida.
În soluție apoasă
Pentru a numi hidracidul, HX (ac), sufixul –uro al formelor sale anhidre trebuie înlocuit cu sufixul –hidric. Și ar trebui menționați în primul rând ca acizi. Astfel, pentru exemplul de mai sus, HI (aq) este denumit ca: apă cu yod acid .
Cum sunt formate?
Dizolvarea directă a halogenurilor de hidrogen
Hidracidele pot fi formate prin simpla dizolvare a halogenelor corespunzătoare de hidrogen în apă. Aceasta poate fi reprezentată de următoarea ecuație chimică:
HX (g) => HX (ac)
HX (g) este foarte solubil în apă, deci nu există un echilibru de solubilitate, spre deosebire de disocierea sa ionică de a elibera protoni acide.
Cu toate acestea, există o metodă sintetică preferată, deoarece utilizează săruri sau minerale ca materie primă, dizolvându-le la temperaturi scăzute cu acizi puternici.
Dizolvarea sărurilor nemetalelor cu acizi
Dacă sarea de masă, NaCl, este dizolvată cu acid sulfuric concentrat, apare următoarea reacție:
NaCI (s) + H 2 SO 4 (aq) => HCI (aq) + NaHSC 4 (aq)
Acid Sulfuric donează unul dintre protoni sale acide la Cl - anionul clorură , aceasta conversie , astfel , la acid clorhidric. Clorura de hidrogen, HCl (g), poate scăpa din acest amestec, deoarece este foarte volatilă, mai ales dacă concentrația sa în apă este foarte mare. Cealaltă sare produsă este sulfatul de sodiu, NaHSO 4 .
Un alt mod de a-l produce este înlocuirea acidului sulfuric cu acidul fosforic concentrat:
NaCI (s) + H 3 PO 4 (aq) => HCI (aq) + NaH 2 PO 4 (aq)
H 3 PO 4 reacționează în același mod ca și H 2 SO 4 , care produc acid clorhidric și sodiu fosfat diacid. NaCl este sursa Cl - anion , astfel încât pentru a sintetiza celelalte hidracizii, săruri sau mineralele care conțin F - , Br - , I - , S 2 , etc sunt necesare .
Dar, utilizarea H 2 SO 4 sau H 3 PO 4 va depinde de puterea sa oxidativă. H 2 SO 4 este un agent foarte puternic oxidant, la punctul în care oxidează chiar Br - și I - la Br lor 2 și I 2 forme moleculare ; primul este un lichid roșiatic, iar al doilea un solid violet. Prin urmare, H 3 PO 4 reprezintă alternativa preferată în astfel de sinteze.
Aplicații
Produse de curățare și solvenți
Hidracidele sunt utilizate în esență pentru dizolvarea diferitelor tipuri de materie. Acest lucru se datorează faptului că sunt acizi puternici și pot curăța orice suprafață cu moderație.
Protonii săi acizi se adaugă compușilor de impurități sau murdărie, făcându-i solubili în mediul apos și apoi transportați apa.
În funcție de natura chimică a suprafeței menționate, se poate folosi un hidracid sau altul. De exemplu, acidul fluorhidric nu poate fi utilizat pentru a curăța sticla, deoarece îl va dizolva la fața locului. Acidul clorhidric este utilizat pentru a îndepărta petele de pe plăcile din piscină.
De asemenea, sunt capabili să dizolve roci sau probe solide, apoi sunt utilizate în scopuri analitice sau de producție la scară mică sau mare. În cromatografia cu schimb de ioni, acidul clorhidric diluat este utilizat pentru a curăța coloana ionilor rămași.
Catalizatori acizi
Unele reacții necesită soluții foarte acide pentru a le accelera și a reduce timpul în care au loc. Aici intră hidracidele.
Un exemplu în acest sens este utilizarea acidului hidroiodic în sinteza acidului acetic glacial. Industria petrolului are nevoie și de hidracide în procesele de rafinărie.
Reactivi pentru sinteza compușilor organici și anorganici
Hidracidele furnizează nu numai protoni acide, ci și anionii respectivi. Acești anioni pot reacționa cu un compus organic sau anorganic pentru a forma o halogenă specifică. În acest fel, ele pot fi sintetizate: fluoruri, cloruri, ioduri, bromuri, selenide, sulfuri și alți compuși.
Aceste halogenuri pot avea aplicații foarte diverse. De exemplu, pot fi folosiți pentru a sintetiza polimeri, cum ar fi Teflon; sau intermediari, din care atomii de halogen vor fi încorporați în structurile moleculare ale anumitor medicamente.
Să presupunem că molecula CH 3 CH 2 OH, etanolul, reacționează cu HCI la formă de clorură de etil:
CH 3 CH 2 OH + HCl => CH 3 CH 2 Cl + H 2 O
Fiecare dintre aceste reacții ascunde un mecanism și multe aspecte care sunt luate în considerare în sinteze organice.
Exemple
Nu există numeroase exemple disponibile pentru hidracide, deoarece numărul de compuși posibil este limitat în mod natural. Din acest motiv, câteva hidracide suplimentare cu nomenclatura respectivă sunt enumerate mai jos (abrevierea (ac) este ignorată):
HF, acid clorhidric
Hidracid binar ale cărui molecule HF formează legături puternice de hidrogen, până la punctul că în apă este un acid slab.
H
Spre deosebire de hidracidele considerate până atunci, este poliatomic, adică are mai mult de doi atomi, cu toate acestea, continuă să fie binar, deoarece constă din două elemente: sulf și hidrogen.
Moleculele sale unghiulare de MSM nu formează legături apreciabile de hidrogen și pot fi detectate prin mirosul lor caracteristic de ou putred.
HCl, acid clorhidric
Unul dintre cei mai cunoscuți acizi din cultura populară. Este chiar o parte din compoziția sucului gastric, prezent în stomac și împreună cu enzimele digestive degradează alimentele.
HBr, acid clorhidric
La fel ca acidul hidroiodic, în faza gazoasă este format din molecule liniare H-Br, care se disociează în ioni H + (H 3 O + ) și Br - când intră în apă.
H
Deși telurul are un anumit caracter metalic, hidracidul său degajă vapori neplăcuți și foarte otrăvitori, cum ar fi selenura de hidrogen.
La fel ca celelalte hidracide ale calcogenidelor (din grupa 16 a tabelului periodic), în soluție se produce anionul Te 2- , deci valența sa este -2.
Referințe
- Clark J. (22 aprilie 2017). Aciditatea halogenurilor de hidrogen. Recuperat din: chem.libretexts.org
- Lumen: Introducere în chimie. Acizii binari. Preluat de la: courses.lumenlearning.com
- Helmenstine, Anne Marie, doctorat. (22 iunie 2018). Definiția Binary Acid. Recuperat de la: thinkco.com
- Domnul D. Scott. Scrierea și nomenclatura chimică a formulelor chimice. . Recuperat de la: celinaschools.org
- Madhusha. (9 februarie 2018). Distingeți între acizii binari și oxiacizi. Recuperat de pe: pediaa.com
- Wikipedia. (2018). Acidul hidracid. Recuperat de la: es.wikipedia.org
- Natalie Andrews. (24 aprilie 2017). Utilizările acidului hidriodic. Recuperat de la: știința.com
- StudiousGuy. (2018). Acid clorhidric: aplicații și aplicații importante. Recuperat de la: studiousguy.com