СЛАБИ КИСЕЛИНИ: ДИСОЦИАЦИЯ, СВОЙСТВА, ПРИМЕРИ - ХИМИЯ - 2025

На слаби киселини са само частично дисоциира във вода. След дисоциацията им разтворът, в който са намерени, достига до равновесие и се наблюдава киселината и нейната конюгирана основа едновременно. Киселините са молекули или йони, които могат да дарят хидрониев йон (Н ⁺) или могат да образуват ковалентна връзка с двойка електрони.

Те от своя страна могат да бъдат класифицирани по силата им: силни киселини и слаби киселини. Когато говорим за силата на една киселина, това е свойството, което измерва степента на йонизация на тези видове; това е способността или склонността на киселина да губи протона.

Спецификационна графика за слаба киселина, която дисоциира HA + H2O ↔ A- + H3O +

Силната киселина е тази, която се дисоциира напълно в присъствието на вода; това означава, че един мол силна киселина, разтворена във вода, ще доведе до отделяне на един мол Н ⁺ и един мол от конюгирана основа А ^-.

Какво представляват слабите киселини?

Слабите киселини, както беше споменато по-горе, са тези, които частично се дисоциират във вода. Повечето киселини са слаби киселини и се характеризират с това, че отделят само няколко водородни атома в разтвора, където се намират.

Когато слабата киселина дисоциира (или йонизира), възниква феноменът на химическото равновесие. Това явление е състоянието, при което и двата вида (тоест реагентите и продуктите) присъстват в концентрации, които обикновено не варират с времето.

Това състояние възниква, когато скоростта на напредващата реакция е равна на скоростта на обратната реакция. Следователно тези концентрации нито се увеличават, нито намаляват.

„Слабата“ класификация в слаба киселина не зависи от нейната дисоциационна способност; киселината се счита за слаба, ако по-малко от 100% от нейната молекула или йон се дисоциира непълно във воден разтвор. Следователно съществува и степен на дисоциация между самите слаби киселини, наречени константа на дисоциация на киселината Ка.

Колкото по-силна е една киселина, толкова по-висока е нейната стойност на Ка. Най-силната слаба киселина е хидрониевият йон (H ₃ O ⁺), който се счита за границата между слабите и силните киселини.

Дисоциация на слабите киселини

Слабите киселини йонизират непълно; тоест, ако тази слаба киселина е представена в обща формула на разтвора като НА, тогава значителното количество неразделена НА ще присъства във водния разтвор.

Слабите киселини следват следния модел при дисоциация, където Н ⁺ е хидрониевият йон в този случай, а А ^- представлява конюгираната основа на киселината.

Силата на слабата киселина е представена като равновесна константа или като процент на дисоциация. Както беше посочено по-горе, изразът Ka е константата на дисоциация на киселина и това е свързано с равновесните концентрации на продуктите и продуктите по следния начин:

Ка = /

Колкото по-висока е стойността на Ка, толкова повече ще се предпочита образуването на Н ⁺ и по-ниско pH на разтвора. Ка на слабите киселини варира между стойностите от 1,8 × 10 ^-16 до 55,5. Тези киселини с Ка по-малко от 1,8 × 10 ^-16 имат по-малка киселинност в сравнение с водата.

Другият метод, използван за измерване на силата на дадена киселина, е изследването на нейния процент на дисоциация (α), който варира от 0% <α <100%. Определя се като:

α = / +

За разлика от Ka, α не е константа и ще зависи от стойността на. Като цяло стойността на α ще се увеличава като стойността на. В този смисъл киселините стават по-силни в зависимост от степента им на разреждане.

Имоти

Има редица свойства, които определят силата на дадена киселина и я правят повече или по-малко силна. Сред тези свойства са полярността и индуктивният ефект, атомният радиус и силата на връзката.

Полярност и индуктивен ефект

Полярността се отнася до разпределението на електроните в връзка, която е областта между две атомни ядра, където двойка електори споделят.

Колкото по-сходна е електроотрицателността между два вида, толкова по-еквивалентно е споделянето на електрон; но колкото по-различна е електронегативността, толкова повече време електроните ще прекарат в една молекула, отколкото в другата.

Водородът е електропозитивен елемент и колкото по-висока е електронегативността на елемента, към който се свързва, толкова по-висока е киселинността на образуваното съединение. Поради тази причина една киселина ще бъде по-силна, ако възникне между водородна връзка и по-електроотрицателен елемент.

Освен това, индуктивният ефект означава, че водородът не трябва да бъде директно свързан към електроотрицателния елемент за съединението за повишаване на неговата киселинност. Поради това някои изомери на веществата са по-кисели от другите, в зависимост от конфигурацията на техните атоми в молекулата.

Атомен радиус и сила на връзката

Силата на връзката, която свързва водорода с атома, който управлява киселината, е друг важен фактор за определяне на киселинността на молекулата. Това от своя страна зависи от размера на атомите, които споделят връзката.

За киселина, наречена НА, колкото повече увеличавате размера на нейния А атом, толкова повече ще намалее силата на връзката й, така че тази връзка ще бъде по-лесна за разрушаване; това прави молекулата по-кисела.

Атомите с по-високи атомни радиуси ще се възползват от киселинността благодарение на този детайл, тъй като връзката им с водород ще бъде по-малко силна.

Примери за слаби киселини

Има голям брой слаби киселини (повечето от всички киселини). Те включват:

- Сярна киселина (H ₂ SO ₃).

- Фосфорна киселина (H ₃ PO ₄).

- Азотна киселина (HNO ₂).

- флуороводородна киселина (HF).

- оцетна киселина (CH ₃ COOH).

- въглеродна киселина (H ₂ CO ₃).

- бензоена киселина (С ₆ Н ₅ СООН).

Препратки

1. Слаба киселина. (SF). Извлечено от en.wikipedia.org
2. Основна биохимия. (SF). Извлечено от wiley.com
3. CliffNotes. (SF). Извлечено от cliffsnotes.com
4. Наука, Ф. о. (SF). Университетът на Ватерло. Извлечено от science.uwaterloo.ca
5. Anne Marie Helmenstine, P. (nd). ThoughtCo. Извлечено от thinkco.com