СИЛНА КИСЕЛИНА: СВОЙСТВА И ПРИМЕРИ - ХИМИЯ - 2025

А силна киселина е всяко съединение, способно напълно и необратимо освобождаване на протони или водородни йони Н ⁺. Тъй като са толкова реактивни, голям брой видове са принудени да приемат тези Н ⁺; като вода, чиято смес става потенциално опасна при обикновен физически контакт.

Киселината дарява протон към вода, която работи като база за образуване на хидрониев йон, H ₃ О ⁺. Концентрацията на хидрониевия йон в разтвор на силна киселина е равна на концентрацията на киселината (=).

Източник: внимателен чрез Flickr

В горното изображение има бутилка солна киселина, HCl, с концентрация 12M. Колкото по-висока е концентрацията на киселина (слаба или силна), толкова по-внимателно боравене е необходимо; затова бутилката показва пиктограмата на ръката, ранена от корозивното свойство на капка киселина, падаща върху нея.

Силните киселини са вещества, с които трябва да се работи с пълна информираност за техните възможни ефекти; Работейки внимателно с тях, техните свойства могат да се използват за многократна употреба, като една от най-често срещаните е синтеза или разтварянето на проби.

Свойства на силна киселина

дисоциация

Силна киселина дисоциира или йонизира 100% във воден разтвор, приемайки двойка електрони. Дисоциацията на киселина може да бъде очертана със следното химично уравнение:

НАс + H ₂ O => А ^- + Н ₃ О ⁺

Където HAc е силната киселина, а A ^- нейната конюгирана основа.

Йонизацията на силна киселина е процес, който обикновено е необратим; при слабите киселини, напротив, йонизацията е обратима. Показва уравнение, което H ₂ O е този, който приема протона; обаче алкохолите и други разтворители.

Тази тенденция за приемане на протони варира от вещество до вещество и по този начин, киселинността на НАс не е еднаква във всички разтворители.

рН

PH на силна киселина е много ниско, като е между 0 и 1 рН единици. Например, разтвор на 0,1 М НС1 има рН 1.

Това може да се демонстрира с помощта на формулата

pH = - лог

Можете да изчислите рН на 0,1 М разтвор на HCl, след което да приложите

pH = -log (0,1)

Получаване на рН 1 за 0,1 М разтвор на НС1.

рКа

Силата на киселините е свързана с техния pKa. В хидрониев йон (Н ₃ О ⁺), например, има рКа от -1.74. Обикновено силните киселини имат рКа със стойности, по-отрицателни от -1,74, и затова са по-кисели от ^самия Н ₃ О ⁺.

PKa изразява по определен начин склонността на киселината да се дисоциира. Колкото по-ниска е неговата стойност, толкова по-силна и агресивна ще бъде киселината. Поради тази причина е удобно да се изрази относителната сила на киселина чрез нейната pKa стойност.

корозия

По принцип силните киселини са класифицирани като корозивни. Има обаче изключения от това предположение.

Например, флуороводородната киселина е слаба киселина, но въпреки това е силно корозивна и способна да разгражда стъклото. Поради това трябва да се борави с пластмасови бутилки и при ниски температури.

За разлика от това, киселина с голяма сила като карборан суперацидна, която въпреки че е милиони пъти по-силна от сярна киселина, не е корозивна.

Фактори, които влияят на вашата сила

Електроотрицателност на неговата конюгирана основа

Тъй като в период на периодичната таблица се случва изместване вдясно, отрицателността на елементите, съставляващи конюгираната основа, се увеличава.

Наблюдаването на период 3 от периодичната таблица показва например, че хлорът е по-електроотрицателен от сярата и от своя страна сярата е по-електроотрицателна от фосфора.

Това е в съответствие с факта, че солната киселина е по-силна от сярната киселина, а последната е по-силна от фосфорната киселина.

С увеличаването на електроотрицателността на конюгираната основа на киселината, стабилността на основата се увеличава и по този начин тенденцията й да се прегрупира с водород за регенериране на киселината намалява.

Трябва обаче да се имат предвид и други фактори, тъй като само по себе си това не е определящо.

Свържете радиус на основата

Силата на киселината също зависи от радиуса на нейната конюгирана основа. Наблюдението на група VIIA на периодичната таблица (халогени) показва, че атомните радиуси на елементите, съставляващи групата, имат следната връзка: I> Br> Cl> F.

По същия начин киселините, които се образуват, поддържат същия низходящ ред на силата на киселините:

HI> HBr> HCl> HF

В заключение, с увеличаването на атомния радиус на елементите от същата група на периодичната таблица, силата на киселината, която образуват, нараства по същия начин.

Това се обяснява с отслабването на Н-Ac връзката с лошо припокриване на атомните орбитали, които са неравномерни по размер.

Брой кислородни атоми

Силата на киселина в серия оксациди зависи от броя на кислородните атоми в конюгатната основа.

Молекулите, които имат най-голям брой кислородни атоми, представляват вида с най-голяма киселинност. Например, азотна киселина (HNO ₃) е по-силна киселина от азотиста киселина (HNO ₂).

От друга страна, перхлорна киселина (HClO ₄) е по-силна киселина от хлорна киселина (HClO ₃). И накрая, хипохлорната киселина (HClO) е киселина с най-ниска сила в серията.

Примери

Силните киселини могат да се покажат в следния намаляващ ред на киселинността: HI> HBr> HClO ₄ > HCl> H ₂ SO ₄ > CH₃C₃H₄SO₃H (толуенсулфонова киселина)> HNO ₃.

Всички те, както и останалите, споменати досега, са примери за силни киселини.

HI е по-силен от HBr, защото HI връзката се разкъсва по-лесно, тъй като е по-слаба. НВг превъзхожда HClO ₄ в киселинност, защото въпреки голямата стабилност на СЮ ₄ анион ^- от delocalizing заряд отрицателен, връзката НВг остава по-слаба от О ₃ СЮ-Н връзка.

Наличието на четири кислородни атома обаче прави HClO ₄ по-кисел от HCl, който няма кислород.

След това, солна киселина е по-силна от Н ₂ SO ₄, тъй като Cl атом е по електроотрицателен от сяра; и H ₂ SO ₄ от своя страна превъзхожда СН acC₆H₄SO₃H в киселинност, която е един по-малко кислороден атом и връзката, която притежава водородът заедно е по-малко полярен.

И накрая, HNO ₃ е най-слабият от всички, тъй като има азотен атом от втория период на периодичната таблица.

Препратки

1. Университет Shmoop. (2018). Свойства, определящи силата на киселината. Възстановено от: shmoop.com
2. Уики книги. (2018). Обща химия / Свойства и теории на киселини и основи. Възстановено от: en.wikibooks.org
3. Информация за киселини. (2018). Солна киселина: свойства и приложения на този разтвор. Възстановени от: acidos.info
4. Хелменстин, Ан Мари, доктор на науките (22 юни 2018 г.). Определение и примери за силна киселина. Извлечено от thinkco.com
5. Уитън, Дейвис, Пек и Стенли. (2008 г.). Химия. (8-мо изд.). CENGAGE Обучение.