Sterke zureigenschappen en voorbeelden

een sterk zuur is een verbinding die in staat is om volledig en onomkeerbare protonen of waterstofionen af ​​te geven, H⁺. Omdat ze zo reactief zijn, worden een groot aantal soorten gedwongen om deze H te accepteren⁺; bijvoorbeeld water, waarvan het vermengen mogelijk gevaarlijk wordt door eenvoudig fysiek contact.

Het zuur doneert een proton aan water, dat als een basis fungeert voor de vorming van het hydronium-ion, H₃O⁺. De concentratie van het hydroniumion in een oplossing van een sterk zuur is gelijk aan de concentratie van het zuur ([H₃O⁺] = [HAc]).

In de afbeelding hierboven hebben we een fles zoutzuur, HCl, met een concentratie van 12M. Hoe hoger de concentratie van een zuur (zwak of sterk), hoe voorzichtiger het moet zijn bij het hanteren ervan; daarom toont de fles het pictogram van een hand die aangedaan is door de corrosieve eigenschap van een druppel zuur die erop valt.

Sterke zuren zijn stoffen die moeten worden gemanipuleerd met volledige kennis van hun mogelijke effecten; zorgvuldig met ze om te gaan, kunt u profiteren van hun eigenschappen voor meervoudig gebruik. Dit is een van de meest gebruikte methoden voor het synthetiseren of oplossen van monsters..

index

• 1 Eigenschappen van een sterk zuur
  • 1.1 Dissociatie
  • 1.2 pH
  • 1,3 pKa
  • 1.4 Corrosie
• 2 factoren die van invloed zijn op uw kracht
  • 2.1 Elektronegativiteit van zijn geconjugeerde base
  • 2.2 Radio van de geconjugeerde basis
  • 2.3 Aantal zuurstofatomen
• 3 voorbeelden
• 4 Referenties

Eigenschappen van een sterk zuur

dissociatie

Een sterk zuur dissocieert of ioniseert 100% in waterige oplossing, waarbij een paar elektronen wordt geaccepteerd. De dissociatie van een zuur kan worden geschematiseerd met de volgende chemische vergelijking:

HAc + H₂O => A^-       +       H₃O⁺

Waar HAc het sterke zuur is, en A^- de geconjugeerde basis.

De ionisatie van een sterk zuur is een proces dat meestal onomkeerbaar is; In zwakke zuren is ionisatie daarentegen reversibel. In de vergelijking wordt aangetoond dat de H₂Of het is degene die het proton accepteert; Echter, ook alcoholen en andere oplosmiddelen kunnen dit doen.

Deze neiging om protonen te accepteren varieert van substantie tot substantie, en dus is de zuursterkte van HAc niet hetzelfde in alle oplosmiddelen.

pH

De pH van een sterk zuur is erg laag, tussen 0 en 1 pH-eenheden. Een 0,1 M HCl-oplossing heeft bijvoorbeeld een pH van 1.

Dit kan worden aangetoond door de formule te gebruiken

pH = - log [H⁺]

U kunt de pH van een 0,1 M HCl-oplossing berekenen en vervolgens toepassen

pH = -log (0,1)

Verkrijgen van een pH van 1 voor de 0,1 M HCl-oplossing.

pKa

De sterkte van de zuren is gerelateerd aan hun pKa. Het hydronium-ion (H.₃O⁺) heeft bijvoorbeeld een pKa van -1,74. Over het algemeen hebben sterke zuren pKa met meer negatieve waarden dan -1,74 en zijn daarom zuurder dan H₃O⁺.

De pKa drukt op een bepaalde manier de neiging van het zuur uit om te dissociëren. Hoe lager de waarde, hoe sterker en agressiever het zuur zal zijn. Om deze reden is het gemakkelijk om de relatieve sterkte van een zuur uit te drukken door de waarde van zijn pKa.

corrosie

Over het algemeen worden sterke zuren als corrosief geclassificeerd. Er zijn echter uitzonderingen voor deze aanname.

Zo is waterstoffluoride een zwak zuur en toch is het zeer corrosief en in staat om glas te verteren. Daarom moet het worden behandeld in plastic flessen en bij lage temperaturen.

Aan de andere kant is een sterk zuur zoals carboraan superzuur, dat ondanks miljoenen keren sterker is dan zwavelzuur, niet corrosief is.

Factoren die je kracht beïnvloeden

Elektronegativiteit van de geconjugeerde base

Naarmate een verschuiving naar rechts plaatsvindt in een periode van het periodiek systeem, neemt de negativiteit van de elementen die de geconjugeerde basis vormen toe..

De waarneming van periode 3 van het periodiek systeem toont bijvoorbeeld dat chloor meer elektronegatief is dan zwavel en dat zwavel op zijn beurt meer elektronegatief is dan fosfor.

Dit is in overeenstemming met het feit dat zoutzuur sterker is dan zwavelzuur, en de laatste is sterker dan fosforzuur.

Door de elektronegativiteit van de geconjugeerde base van het zuur te verhogen, verhoogt het de stabiliteit van de base en vermindert daarom zijn neiging om zich te hergroeperen met waterstof om het zuur te regenereren.

Er moeten echter andere factoren worden overwogen, omdat dit alleen niet doorslaggevend is.

Conjugated base radius

De sterkte van het zuur hangt ook af van de straal van de geconjugeerde base. De VIIA-groepwaarneming van het periodiek systeem (halogenen) toont aan dat de atomaire radii van de elementen waaruit de groep bestaat, de volgende relatie hebben: I> Br> Cl> F.

Ook behouden de zuren die zich vormen dezelfde afnemende volgorde van de sterkte van de zuren:

HI> HBr> HCl> HF

Concluderend, verhoogt het vergroten van de atoomstraal van de elementen van dezelfde groep van het periodiek systeem in dezelfde richting de sterkte van het zuur dat gevormd wordt.

Dit wordt verklaard door de verzwakking van de H-Ac-binding door een slechte overlap van de ongelijke atoomorbitalen in grootte.

Aantal zuurstofatomen

De sterkte van een zuur in een reeks oxzuren hangt af van het aantal zuurstofatomen in de geconjugeerde base.

De moleculen met het hoogste aantal zuurstofatomen vormen de soort met een grotere zuursterkte. Bijvoorbeeld salpeterzuur (HNO)₃) is een sterker zuur dan salpeterig zuur (HNO)₂).

Aan de andere kant, perchloorzuur (HClO₄) is een sterker zuur dan chloorzuur (HClO₃). En tenslotte is hypochloorzuur (HClO) het zuur met de laagste sterkte in de serie.

Voorbeelden

Sterke zuren kunnen worden toegelicht in de afnemende volgorde van de zuursterkte hieronder: Hl> HBr> HC10₄ > HCl> H₂SW₄ > CH₃C₆H₄SO₃H (tolueensulfonzuur)> HNO₃.

Allemaal, en de anderen die tot nu toe zijn genoemd, zijn voorbeelden van sterke zuren.

HI is sterker dan HBr omdat de H-I-binding makkelijker breekt omdat het zwakker is. HBr overschrijdt in zuurgraad HClO₄ omdat, ondanks de grote stabiliteit van het ClO-anion₄^- door de negatieve lading te verplaatsen, blijft de H-Br-binding zwakker dan de O-link₃ClO-H.

De aanwezigheid van vier zuurstofatomen keert echter terug naar HC10₄ meer zuur dan HCl, dat geen zuurstof bevat.

Vervolgens is de HCl sterker dan de H₂SW₄ omdat het Cl-atoom meer elektronegatief is dan het zwavelatoom; en de H₂SW₄ op zijn beurt overschrijdt het in zuurgraad naar CH₃C₆H₄SO₃H, dat één minder zuurstofatoom heeft en de binding die waterstof bij elkaar houdt ook minder polair is.

Eindelijk de HNO₃ is de zwakste van allemaal vanwege het stikstofatoom, de tweede periode van het periodiek systeem.

referenties

1. Shmoop University. (2018). Eigenschappen die de zuursterkte bepalen. Teruggeplaatst van: shmoop.com
2. Wiki-boeken. (2018). Algemene chemie / eigenschappen en theorieën van zuren en basen. Teruggeplaatst van: en.wikibooks.org
3. Zuren Info. (2018). Zoutzuur: eigenschappen en toepassingen van deze oplossing. Teruggeplaatst van: acidos.info
4. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (22 juni 2018). Sterke zure definitie en voorbeelden. Opgehaald van thoughtco.com
5. Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Chemie. (8e druk). CENGAGE Leren.