A acid puternic este orice compus capabil să elibereze complet și ireversibil protoni sau ioni de hidrogen, H+. Fiind atât de reactivi, un număr mare de specii sunt forțați să accepte aceste H+; cum ar fi apa, al cărei amestec devine potențial periculos cu un simplu contact fizic.
Acidul donează un proton apei, care funcționează ca bază pentru a forma ionul hidroniu, H3SAU+. Concentrația ionului hidroniu într-o soluție de acid puternic este egală cu concentrația acidului ([H3SAU+] = [HAc]).
În imaginea superioară există o sticlă de acid clorhidric, HCI, cu o concentrație de 12M. Cu cât este mai mare concentrația unui acid (slab sau puternic), trebuie să fii mai prudent în manipularea acestuia; de aceea sticla arată pictograma unei mâini rănite de proprietatea corozivă a unei picături de acid care cade pe ea.
Acizii puternici sunt substanțe care trebuie manipulate cu deplină conștientizare a efectelor lor posibile; Lucrând cu ei cu atenție, proprietățile lor pot fi utilizate pentru utilizări multiple, una dintre cele mai frecvente fiind sinteza sau dizolvarea probelor..
Indice articol
Un acid puternic disociază sau ionizează 100% în soluție apoasă, acceptând o pereche de electroni. Disocierea unui acid poate fi conturată cu următoarea ecuație chimică:
HAc + HDouăO => A- + H3SAU+
Unde HAc este acidul puternic și A- baza sa conjugată.
Ionizarea unui acid puternic este un proces care este de obicei ireversibil; la acizii slabi, dimpotrivă, ionizarea este reversibilă. Ecuația arată că HDouăSau este cel care acceptă protonul; totuși, la fel și alcoolii și alți solvenți.
Această tendință de a accepta protoni variază de la substanță la substanță și, prin urmare, tăria acidă a HAc nu este aceeași în toți solvenții..
PH-ul unui acid puternic este foarte scăzut, fiind între 0 și 1 unități de pH. De exemplu, o soluție de HCI 0,1 M are un pH de 1.
Acest lucru poate fi demonstrat folosind formula
pH = - log [H+]
Se poate calcula pH-ul unei soluții de HCI 0,1 M, apoi se aplică
pH = -log (0,1)
Obținerea unui pH de 1 pentru soluția de HCI 0,1 M.
Puterea acizilor este legată de pKa lor. Ionul hidroniu (H3SAU+), de exemplu, are un pKa de -1,74. În general, acizii puternici au pKa cu valori mai negative decât -1,74 și, prin urmare, sunt mai acizi decât H în sine3SAU+.
PKa exprimă într-un anumit mod tendința acidului de a se disocia. Cu cât valoarea lui este mai mică, cu atât acidul va fi mai puternic și mai agresiv. Din acest motiv, este convenabil să se exprime puterea relativă a unui acid prin valoarea pKa acestuia.
În general, acizii puternici sunt clasificați drept corozivi. Cu toate acestea, există excepții de la această ipoteză.
De exemplu, acidul fluorhidric este un acid slab, dar este foarte coroziv și capabil să digere sticla. Datorită acestui fapt, trebuie manipulat în sticle de plastic și la temperaturi scăzute..
Dimpotrivă, un acid de mare rezistență, cum ar fi superacidul carboran, care, deși este de milioane de ori mai puternic decât acidul sulfuric, nu este coroziv.
Pe măsură ce are loc o deplasare spre dreapta într-o perioadă a tabelului periodic, negativitatea elementelor care alcătuiesc baza conjugată crește.
Observarea perioadei 3 din tabelul periodic arată, de exemplu, că clorul este mai electronegativ decât sulful și, la rândul său, sulful este mai electronegativ decât fosforul..
Acest lucru este în concordanță cu faptul că acidul clorhidric este mai puternic decât acidul sulfuric, iar acesta din urmă este mai puternic decât acidul fosforic..
Prin creșterea electronegativității bazei conjugate a acidului, crește stabilitatea bazei și, prin urmare, tendința sa de a se regrupa cu hidrogen pentru a regenera acidul scade..
Cu toate acestea, trebuie luați în considerare alți factori, deoarece acest lucru singur nu este decisiv.
Puterea acidului depinde și de raza bazei sale conjugate. Observarea grupului VIIA al tabelului periodic (halogeni) arată că razele atomice ale elementelor care alcătuiesc grupul au următoarea relație: I> Br> Cl> F.
La fel, acizii care se formează păstrează aceeași ordine descrescătoare a puterii acizilor:
HI> HBr> HCl> HF
În concluzie, pe măsură ce raza atomică a elementelor aceluiași grup din tabelul periodic crește, puterea acidului pe care îl formează crește în același mod.
Acest lucru se explică prin slăbirea legăturii H-Ac printr-o slabă suprapunere a orbitalilor atomici care sunt inegali ca mărime..
Puterea unui acid dintr-o serie de oxacizi depinde de numărul de atomi de oxigen din baza conjugată..
Moleculele care au cel mai mare număr de atomi de oxigen constituie specia cu cea mai mare rezistență acidă. De exemplu, acidul azotic (HNO3) este un acid mai puternic decât acidul azotat (HNODouă).
Pe de altă parte, acidul percloric (HClO4) este un acid mai puternic decât acidul cloric (HClO3). Și, în cele din urmă, acidul hipocloros (HClO) este acidul cu rezistența cea mai redusă din serie.
Acizii tari pot fi exemplificați în următoarea ordine descrescătoare a concentrației acidului: HI> HBr> HClO4 > HCI> HDouăSW4 > CH₃C₆H₄SO₃H (acid toluenesulfonic)> HNO3.
Toți aceștia, și ceilalți care au fost menționați până acum, sunt exemple de acizi puternici..
HI este mai puternic decât HBr, deoarece legătura H-I se rupe mai ușor, deoarece este mai slabă. HBr depășește HClO în aciditate4 deoarece, în ciuda stabilității mari a anionului ClO4- prin delocalizarea sarcinii negative, legătura H-Br rămâne mai slabă decât legătura O.3ClO-H.
Cu toate acestea, prezența a patru atomi de oxigen face HClO4 mai acid decât HCl, care nu are oxigen.
Apoi, HCl este mai puternic decât HDouăSW4 deoarece atomul de Cl este mai electronegativ decât cel al sulfului; iar HDouăSW4 la rândul său, depășește CH₃C₆H₄SO₃H în aciditate, care are un atom de oxigen mai puțin și legătura care ține împreună hidrogenul este, de asemenea, mai puțin polară.
În cele din urmă, HNO3 Este cel mai slab dintre toți pentru a avea atomul de azot, din a doua perioadă a tabelului periodic.
Nimeni nu a comentat acest articol încă.