- Caracteristicile și proprietățile unui oxacid
- Grupări hidroxil
- Atom central
- Sulf pentru acid sulfuric
- Puterea acidă
- Cum se formează oxacidii?
- Exemple de instruire
- Oxiaci metalici
- Nomenclatură
- Calculul valenței
- Denumiți acidul
- Exemple
- Oxiaci din grupul de halogeni
- Oxiaci VIA Group
- Oxiaci de bor
- Oxiaci de carbon
- Oxiaci de crom
- Oxiaci de siliciu
- Referințe
Un oxacid sau oxoacid este un acid ternar compus din hidrogen, oxigen și un element nemetalic care constituie așa-numitul atom central. În funcție de numărul de atomi de oxigen și, prin urmare, de stările de oxidare ale elementului nemetalic, se pot forma diverse oxacide.
Aceste substanțe sunt pur anorganice; cu toate acestea, carbonul poate forma unul dintre cei mai cunoscuți oxiaci: acidul carbonic, H 2 CO 3 . După cum demonstrează formula sa chimică, acesta are trei O, un C și doi atomi de H.
Sursa: Pxhere
Cei doi atomi de H de H 2 CO 3 sunt eliberate în mediu ca H + , ceea ce explică caracteristicile sale acide. Încălzirea unei soluții apoase de acid carbonic va produce un gaz.
Acest gaz este dioxid de carbon, CO 2 , o moleculă anorganică care provine din arderea hidrocarburilor și a respirației celulare. Dacă CO 2 au fost returnate la rezervorul de apă, H 2 CO 3 ar re-formă; prin urmare, acidul oxo se formează atunci când o anumită substanță reacționează cu apa.
Această reacție nu este observată numai pentru CO 2 , ci și pentru alte molecule covalente anorganice numite oxizi de acid.
Oxacidele au un număr mare de utilizări, care sunt dificil de descris în general. Aplicarea sa va depinde foarte mult de atomul central și de numărul oxigenilor.
Pot fi utilizate de la compuși pentru sinteza materialelor, îngrășămintelor și explozivilor, până la scopuri analitice sau producția de băuturi răcoritoare; Ca și în cazul acidului carbonic și a acidului fosforic, H 3 PO 4 , care face parte din compoziția acestor băuturi.
Caracteristicile și proprietățile unui oxacid
Sursa: Gabriel Bolívar
Grupări hidroxil
În imaginea de mai sus este prezentată o formulă HEO generică pentru oxiaci. După cum se poate observa, acesta are hidrogen (H), oxigen (O) și un atom central (E); care în cazul acidului carbonic este carbon, C.
Hidrogenul din oxiaci este de obicei atașat de un atom de oxigen și nu de atomul central. Acidul fosfor, H 3 PO 3 , reprezintă un caz particular în care unul dintre hidrogeni este legat de atomul fosforos; prin urmare, formula sa structurală este cel mai bine reprezentată ca (OH) 2 OPH.
În timp ce pentru acidul azotat, HNO 2 , are o coloană vertebrală HON = O, deci are o grupare hidroxil (OH) care se disociază pentru a elibera hidrogen.
Așadar, una dintre principalele caracteristici ale unui oxacid nu este doar că are oxigen, ci și că este prezentă ca o grupare OH.
Pe de altă parte, unii oxaci au ceea ce se numește grupare oxo, E = O. În cazul acidului fosforos, acesta are o grupare oxo, P = O. Le lipsește atomii de H, deci nu sunt „responsabili” de aciditate.
Atom central
Atomul central (E) poate fi sau nu un element electronegativ, în funcție de locația sa în blocul p al tabelului periodic. Pe de altă parte, oxigenul, un element puțin mai electronegativ decât azotul, atrage electroni din legătura OH; permițând astfel eliberarea ionului H + .
Prin urmare, E este legat de grupele OH. Când este eliberat un ion H + , ionizarea acidului are loc; adică dobândește o sarcină electrică, care în cazul ei este negativă. Un oxacid poate elibera cât mai mulți ioni H + cât există grupe OH în structura sa; și cu cât există mai multe, cu atât sarcina negativă este mai mare.
Sulf pentru acid sulfuric
Acidul sulfuric, poliprotic, are formula moleculară H 2 SO 4 . Această formulă poate fi scrisă astfel: (OH) 2 SO 2 , pentru a sublinia faptul că acidul sulfuric are două grupări hidroxil atașate la sulf, atomul său central.
Reacțiile ionizării sale sunt:
H 2 SO 4 => H + + HSO 4 -
Apoi, cel de-al doilea H + este eliberat din grupul OH rămas, mai lent până când se poate stabili un echilibru:
HSO 4 - <=> H + + SO 4 2–
A doua disociere este mai dificilă decât prima, deoarece o sarcină pozitivă (H + ) trebuie separată de o sarcină dublu negativă (SO 4 2- ).
Puterea acidă
Rezistența aproape a tuturor oxacidilor care au același atom central (nu metal) crește odată cu creșterea stării de oxidare a elementului central; care la rândul său este direct legat de creșterea numărului de atomi de oxigen.
De exemplu, sunt prezentate trei serii de oxacide ale căror forțe de aciditate sunt ordonate de la cel puțin la cel mai mare:
H 2 SO 3 <H 2 SO 4
HNO 2 <HNO 3
HClO <HClO 2 <HClO 3 <HClO 4
În majoritatea oxacidilor care au elemente diferite cu aceeași stare de oxidare, dar aparținând aceluiași grup din tabelul periodic, rezistența la acid crește direct odată cu electronegativitatea atomului central:
H 2 SeO 3 <H 2 SO 3
H 3 PO 4 <HNO 3
HBrO 4 <HClO 4
Cum se formează oxacidii?
Așa cum am menționat la început, oxacidii sunt generați atunci când anumite substanțe, numite oxizi de acid, reacționează cu apa. Acest lucru va fi explicat folosind același exemplu pentru acid carbonic.
CO 2 + H 2 O <=> H 2 CO 3
Oxid acid + apă => oxacid
Ceea ce se întâmplă este că molecula de H 2 O se leagă covalent cu molecula de CO 2 . Dacă apa este îndepărtată prin căldură, echilibrul trece la regenerarea CO 2 ; adică un sifon fierbinte își va pierde senzația efervescentă mai devreme decât una rece.
Pe de altă parte, oxizii acizi se formează atunci când un element nemetalic reacționează cu apa; deși, mai precis, când elementul care reacționează formează un oxid cu caracter covalent, dizolvarea acestuia în apă generează ioni H + .
S-a spus deja că ionii H + sunt produsul ionizării oxacidului rezultat.
Exemple de instruire
Oxid clorid, Cl 2 O 5 , reacționează cu apa pentru a da acid cloric:
Cl 2 O 5 + H 2 O => HClO 3
Oxidul sulfuric, SO 3 , reacționează cu apa pentru a forma acid sulfuric:
SO 3 + H 2 O => H 2 SO 4
Și oxidul periodic, I 2 O 7 , reacționează cu apa pentru a forma acid periodic:
I 2 O 7 + H 2 O => HIO 4
În plus față de aceste mecanisme clasice pentru formarea oxacidilor, există alte reacții cu același scop.
De exemplu, triclorura de fosfor, PCl 3 , reacționează cu apa pentru a produce acid fosforic, un oxacid și acid clorhidric, un acid hidrohalic.
Pcl 3 + 3H 2 O => H 3 PO 3 + HCI
Iar pentaclorura fosforică, PCl 5 , reacționează cu apa pentru a da acid fosforic și acid clorhidric.
PCl 5 + 4 H 2 O => H 3 PO 4 + HCl
Oxiaci metalici
Unele metale de tranziție formează oxizi acizi, adică se dizolvă în apă pentru a da oxiaci.
Mangan (VII) oxid (permanganic anhidru) Mn 2 O 7 și crom (VI) , oxid sunt cele mai comune exemple.
Mn 2 O 7 + H 2 O => HMnO 4 (acid permanganic)
CrC 3 + H 2 O => H 2 CrO 4 (acid cromic)
Nomenclatură
Calculul valenței
Pentru a numi corect un oxacid, trebuie să începeți cu determinarea valenței sau a numărului de oxidare a atomului central E. Pornind de la formula generică HEO, se consideră următoarele:
-O are valența -2
-Valența H este +1
În acest sens, HEO-ul oxacid este neutru, deci suma încărcărilor valențelor trebuie să fie egală cu zero. Astfel, avem următoarea sumă algebrică:
-2 + 1 + E = 0
E = 1
Prin urmare, valența E este +1.
Atunci trebuie să recurgem la valențele posibile pe care le poate avea E. Dacă valorile +1, +3 și +4 sunt printre valențele sale, atunci E „funcționează” cu cea mai mică valență.
Denumiți acidul
Pentru a numi HEO, începeți să-l numiți acid, urmat de numele E cu sufixele –ico, dacă lucrați cu cea mai mare valență, sau –oso, dacă lucrați cu cea mai mică valență. Când există trei sau mai multe, prefixele hypo- și per- sunt folosite pentru a se referi la cele mai mici și mai mari valențe.
Astfel, HEO va fi numit:
Hypo Acid (E numele) urs
Întrucât +1 este cea mai mică dintre cele trei valențe ale sale. Și dacă ar fi HEO 2 , atunci E ar avea valență +3 și s-ar numi:
Ursul acid (E)
Și în același mod pentru HEO 3 , cu E care lucrează cu valența +5:
Acid (nume E) ico
Exemple
Mai jos sunt menționate o serie de oxiaci cu nomenclatoarele respective.
Oxiaci din grupul de halogeni
Halogenii intervin formând oxiaci cu valențele +1, +3, +5 și +7. Clorul, bromul și iodul pot forma 4 tipuri de oxiaci corespunzători acestor valențe. Dar singurul oxacid obținut din fluor este acidul hipofluoro (HOF), care este instabil.
Când un oxacid al grupului folosește valența +1, este denumit după cum urmează: acid hipocloros (HClO); acid hipobrom (HBrO); acid hipoiodină (HIO); acidul hipofluoro (HOF).
Cu valence +3 nu se folosește prefixul și se folosește doar ursul sufixului. Există acizii cloros (HClO 2 ), bromos (HBrO 2 ) și iod (HIO 2 ).
Cu valence +5 nu se folosește prefixul și se folosește doar sufixul ico. Există acizi clorici (HClO 3 ), bromici (HBrO 3 ) și iodici (HIO 3 ).
În timp ce se lucrează cu valența +7, se utilizează prefixul per și sufixul ico. Există acizi perclorici (HClO 4 ), perbromici (HBrO 4 ) și periodici (HIO 4 ).
Oxiaci VIA Group
Elementele nemetalice ale acestui grup au cele mai frecvente valențe -2, +2, +4 și +6, formând trei oxacizi în cele mai cunoscute reacții.
Cu valența +2 se folosește sughițul prefixului și ursul sufixului. Există acizii hiposulfuros (H 2 SO 2 ), hyposelenious (H 2 SeO 2 ) și hypotelurous (H 2 TeO 2 ).
Cu valența +4 nu se utilizează niciun prefix și se folosește ursul sufixului. Există acizi sulfuroși (H 2 SO 3 ), selenios (H 2 SeO 3 ) și teluros (H 2 TeO 3 ).
Și atunci când lucrează cu valența + 6, nu se folosește prefixul și se folosește sufixul ico. Sunt sulfurici (H 2 SO 4 ), selenic (H 2 SeO 4 ) și teluric (H 2 TeO 4 ).
Oxiaci de bor
Borul are o valență de +3. Există acizi metabolici (HBO 2 ), piroboric (H 4 B 2 O 5 ) și ortoboric (H 3 BO 3 ). Diferența este în numărul de apă care reacționează cu oxidul boric.
Oxiaci de carbon
Carbonul are valențe +2 și +4. Exemple: cu valență +2, acid carbonic (H 2 CO 2 ), și cu valență +4, acid carbonic (H 2 CO 3 ).
Oxiaci de crom
Cromul are valențe +2, +4 și +6. Exemple: cu valență 2, acid hipocrome (H 2 CrO 2 ); cu valență 4, acid chromous (H 2 CrO 3 ); și cu valență 6, acid cromic (H 2 CrO 4 ).
Oxiaci de siliciu
Siliciul are valențe -4, +2 și +4. Ai acidul metasilicic (H 2 SiO 3 ) și acidul pyrosilicic (H 4 SiO 4 ). Rețineți că în ambele, Si are o valență de +4, dar diferența constă în numărul de molecule de apă care au reacționat cu oxidul său acid.
Referințe
- Whitten, Davis, Peck și Stanley. (2008). Chimie. (Ediția a VIII-a). CENGAGE Învățare.
- Editor. (6 martie 2012). Formularea și nomenclatura oxacidilor. Recuperat din: si-educa.net
- Wikipedia. (2018). Oxyacid. Recuperat de la: en.wikipedia.org
- Steven S. Zumdahl. (2019). Oxyacid. Encyclopædia Britannica. Recuperat de la: britannica.com
- Helmenstine, Anne Marie, doctorat. (31 ianuarie 2018). Compuși obișași comuni. Recuperat de la: thinkco.com