- Характеристики и свойства на оксацидна киселина
- Хидроксилни групи
- Централен атом
- Сяра за сярна киселина
- Сила на киселината
- Как се образуват оксациди?
- Примери за обучение
- Метални оксициди
- номенклатура
- Изчисляване на валентност
- Назовете киселината
- Примери
- Оксациди от групата на халогените
- VIA Group Oxacids
- Борови оксициди
- Въглеродни оксициди
- Хром оксициди
- Силициеви оксициди
- Препратки
Един oxacid или кислородсъдържаща киселина е трикомпонентна киселина, съставена от водород, кислород и неметален елемент, който представлява така наречената централна атом. В зависимост от броя на кислородните атоми и следователно от окислителните състояния на неметалния елемент могат да се образуват различни оксикиселини.
Тези вещества са чисто неорганични; обаче, въглерод могат да образуват един от най-известните oxacids: въглена киселина, H 2 CO 3. Както само химичната му формула демонстрира, той има три О, един С и два Н атома.
Източник: Pxhere
Двата атома на H 2 CO 3 се отделят в околната среда като Н +, което обяснява неговите киселинни характеристики. Загряването на воден разтвор на въглеродна киселина ще отдели газ.
Този газ е въглероден диоксид, CO 2, неорганична молекула, която възниква при изгарянето на въглеводороди и клетъчното дишане. Ако CO 2 се върне в контейнера с вода, H 2 CO 3 ще се формира отново; следователно оксокиселината се образува, когато определено вещество реагира с вода.
Тази реакция не се наблюдава само за CO 2, но и за други неорганични ковалентни молекули, наречени кисели оксиди.
Оксацидите имат огромен брой приложения, които е трудно да се опишат като цяло. Приложението му ще зависи много от централния атом и броя на кислородите.
Те могат да се използват от съединения за синтез на материали, торове и експлозиви, до аналитични цели или производство на безалкохолни напитки; Както при въглеродната и фосфорната киселина, H 3 PO 4, представляваща част от състава на тези напитки.
Характеристики и свойства на оксацидна киселина
Източник: Габриел Боливар
Хидроксилни групи
Обща HEO формула за оксациди е показана на изображението по-горе. Както се вижда, той има водород (Н), кислород (О) и централен атом (Е); която в случая на въглеродна киселина е въглерод, С.
Водородът в оксацидите обикновено се свързва към кислородния атом, а не към централния атом. Фосфорна киселина, H 3 PO 3, представлява конкретен случай, при който един от водородите е свързано с фосфорен атом; следователно нейната структурна формула е най-добре представена като (OH) 2 OPH.
Докато за азотиста киселина, HNO 2, има HON = О скелет, така че има хидроксилна група (ОН), която дисоциира за освобождаване водород.
Така че една от основните характеристики на оксацида е не само, че има кислород, но и че той присъства и като ОН група.
От друга страна, някои оксациди имат това, което се нарича оксо група, Е = О. В случая на фосфорна киселина, тя има оксо група, Р = О. Липсват Н атоми, така че те не са "отговорни" за киселинността.
Централен атом
Централният атом (Е) може или не може да бъде електроотрицателен елемент, в зависимост от местоположението му в р блока на периодичната таблица. От друга страна, кислородът, елемент, малко по-електроотрицателен от азота, привлича електрони от ОН връзката; по този начин позволява освобождаването на Н + йона.
Следователно Е е свързан с ОН групи. При освобождаване на Н + йон се случва йонизацията на киселината; тоест придобива електрически заряд, който в неговия случай е отрицателен. Оксацидната киселина може да освободи толкова много Н + йони, колкото има ОН групи в нейната структура; и колкото повече има, толкова по-голям е отрицателният заряд.
Сяра за сярна киселина
Полипротичната сярна киселина има молекулна формула H 2 SO 4. Тази формула може да се запише, както следва: (ОН) 2, SO 2, за да се подчертае, че сярна киселина има две хидроксилни групи, прикрепени към сяра, централната си атом.
Реакциите на нейната йонизация са:
H 2 SO 4 => H + + HSO 4 -
Тогава вторият Н + се освобождава от останалата ОН група, по-бавно, докато не може да се установи равновесие:
HSO 4 - <=> H + + SO 4 2–
Втората дисоциация е по-трудна от първата, тъй като положителен заряд (H +) трябва да бъде отделен от двойно отрицателния заряд (SO 4 2-).
Сила на киселината
Силата на почти всички оксикиселини, които имат един и същ централен атом (не метал), се увеличава с увеличаването на окислителното състояние на централния елемент; което от своя страна е пряко свързано с увеличаването на броя на кислородните атоми.
Например са показани три серии оксациди, чиито сили на киселинност са подредени от най-малко до най-голямо:
H 2 SO 3 <H 2 SO 4
HNO 2 <HNO 3
HClO <HClO 2 <HClO 3 <HClO 4
В повечето оксициди, които имат различни елементи със същото окислително състояние, но принадлежащи към една и съща група в периодичната таблица, силата на киселината се увеличава директно с електроотрицателността на централния атом:
H 2 SeO 3 <H 2 SO 3
H 3 PO 4 <HNO 3
HBrO 4 <HClO 4
Как се образуват оксациди?
Както бе споменато в началото, оксацидите се образуват, когато определени вещества, наречени кисели оксиди, реагират с вода. Това ще бъде обяснено, като се използва същия пример за въглеродна киселина.
CO 2 + H 2 O <=> H 2 CO 3
Киселинен оксид + вода => оксацид
Това се случва, е, че H 2 O молекула ковалентно се свързва с СО на 2 молекула. Ако водата се отстрани чрез топлина, равновесието се измества към регенерирането на CO 2; тоест гореща сода ще загуби своето ефервесцентно усещане по-рано от студена.
От друга страна, киселинните оксиди се образуват, когато неметален елемент реагира с вода; въпреки че по-точно, когато реагиращият елемент образува оксид с ковалентен характер, разтварянето на който във вода генерира H + йони.
Той вече беше казано, че Н + йони са продукт на йонизация на получената oxacid.
Примери за обучение
Хлорен оксид, Cl 2 O 5, взаимодейства с вода, за да даде хлорна киселина:
Cl 2 O 5 + H 2 O => HClO 3
Сярен оксид, SO 3, реагира с вода и образува сярна киселина:
SO 3 + H 2 O => H 2 SO 4
И периодичният оксид, I 2 O 7, реагира с вода, за да образува периодична киселина:
I 2 O 7 + H 2 O => HIO 4
В допълнение към тези класически механизми за образуване на оксациди, има и други реакции със същата цел.
Например, фосфорен трихлорид, фосфорен трихлорид 3, взаимодейства с вода, за да произвеждат фосфориста киселина, oxacid и солна киселина, хлороводородна киселина.
РСЬ 3 + 3H 2 O => H 3 PO 3 + HCl
А фосфорният пентахлорид, PCl 5, реагира с вода, за да даде фосфорна киселина и солна киселина.
РСЬ 5 + 4 H 2 O => H 3 PO 4 + HCl
Метални оксициди
Някои преходни метали образуват киселинни оксиди, тоест те се разтварят във вода, за да дадат оксациди.
Манган (VII) оксид (перманганова безводен) Mn 2 O 7 и хром (VI) оксид са най-често срещаните примери.
Mn 2 O 7 + H 2 O => HMnO 4 (перманганова киселина)
СгОз 3 + H 2 O => Н 2 СгОз 4 (хромова киселина)
номенклатура
Изчисляване на валентност
За да назовем правилно оксикиселината, трябва да започнем с определянето на валентния или окислителния номер на централния атом Е. Като се започне от общата формула HEO, се разглежда следното:
-О има валентност -2
-Валентността на Н е +1
Имайки това предвид, оксацидната HEO е неутрална, така че сборът от зарядите на валентностите трябва да е равен на нула. По този начин имаме следната алгебрична сума:
-2 + 1 + Е = 0
E = 1
Следователно валентността на Е е +1.
Тогава трябва да прибегнем до възможните валентности, които може да има Е. Ако стойностите +1, +3 и +4 са сред валентностите му, E тогава "работи" с най-ниската си валентност.
Назовете киселината
За да назовете HEO, започвате да го наричате киселина, последвано от името на E със наставките –ico, ако работите с най-висока валентност, или - също, ако работите с най-ниска валентност. Когато има три или повече, префиксите хипо- и пер- се използват за означаване на най-малките и най-големите валентности.
Така HEO ще бъде наречен:
Hypo киселина (име E) мечка
Тъй като +1 е най-малката от трите му валенции. И ако беше HEO 2, тогава E би имал валентност +3 и би се наричал:
Киселина (Е наименование) мечка
И по същия начин за HEO 3, като E работи с валентността +5:
Киселина (име E) ico
Примери
По-долу са споменати поредица оксациди със съответните им номенклатури.
Оксациди от групата на халогените
Халогените се намесват чрез образуване на оксациди с валентности +1, +3, +5 и +7. Хлорът, бромът и йодът могат да образуват 4 вида оксациди, съответстващи на тези валентности. Но единствената оксацидна киселина, която е направена от флуор, е хипофлуоровата киселина (HOF), която е нестабилна.
Когато оксацидна киселина от групата използва валентността +1, тя се назовава както следва: хипохлорна киселина (HClO); хипобромна киселина (HBrO); хипойодинова киселина (HIO); хипофлуорокиселина (HOF).
С валентността +3 не се използва префикс и се използва само суфиксната мечка. Има на киселини хлорист (HClO 2), bromous (HBrO 2), и йод (тио 2).
С валентността +5 не се използва префикс и се използва само наставката ico. Има хлорна (HClO 3), бромна (HBrO 3) и йодна (HIO 3) киселини.
Докато работите с valence +7, се използва префикс per и наставката ico. Има перхлорна (HClO 4), пербромна (HBrO 4) и периодична (HIO 4) киселини.
VIA Group Oxacids
Неметалните елементи от тази група имат най-често срещаните валентности -2, +2, +4 и +6, образувайки три оксациди в най-известните реакции.
С валентността +2 се използва префиксът хълцане и суфиксната мечка. Има киселини hyposulfurous (H 2 SO 2), hyposelenious (H 2 SEO 2) и hypotelurous (H 2 ТЕО 2).
С валентността +4 не се използва префикс и се използва суфиксната мечка. Има серни киселини (H 2 SO 3), селенова (H 2 SEO 3) и телуриста (H 2 ТЕО 3).
И когато работят с валентност + 6, не се използва префикс и се използва наставката ico. Има серни киселини (H 2 SO 4), селенинова (H 2 SeO 4) и телурична (H 2 TeO 4).
Борови оксициди
Бор има валентност +3. Има метаболитни киселини (HBO 2), пироборни (H 4 B 2 O 5) и ортоборни (H 3 BO 3). Разликата е в броя на водата, която реагира с борния оксид.
Въглеродни оксициди
Въглеродът има валентности +2 и +4. Примери: с валентност +2, въглеродна киселина (H 2 CO 2) и с валентност +4, въглеродна киселина (H 2 CO 3).
Хром оксициди
Хромът има валентности +2, +4 и +6. Примери: с валентност 2, хипохромна киселина (H 2 СгОз 2); с валентност 4, хромиста киселина (H 2 СгОз 3); и с валентност 6, хромова киселина (H 2 СгОз 4).
Силициеви оксициди
Силицият има валентности -4, +2 и +4. Имате метасилициева киселина (H 2 SiO 3) и пиросилинова киселина (H 4 SiO 4). Имайте предвид, че и в двете, Si има валентност от +4, но разликата се състои в броя на водните молекули, които реагираха с неговия киселинен оксид.
Препратки
- Уитън, Дейвис, Пек и Стенли. (2008 г.). Химия. (8-мо изд.). CENGAGE Обучение.
- Редактор. (6 март 2012 г.). Състав и номенклатура на оксациди. Възстановена от: si-educa.net
- Wikipedia. (2018). Oxyacid. Възстановено от: en.wikipedia.org
- Стивън С. Зумдал. (2019). Oxyacid. Encyclopædia Britannica. Възстановено от: britannica.com
- Хелменстин, Ан Мари, доктор на науките (31 януари 2018 г.). Общи оксокиселинни съединения. Възстановено от: thinkco.com