Vahvat hapon ominaisuudet ja esimerkit

vahva happo on mikä tahansa yhdiste, joka pystyy vapauttamaan täysin ja peruuttamattomasti protoneja tai vetyioneja, H⁺. Koska se on niin reaktiivinen, monet lajit joutuvat hyväksymään nämä H⁺; esimerkiksi vesi, jonka sekoittuminen voi olla vaarallista yksinkertaisen fyysisen kosketuksen avulla.

Happo luovuttaa vedelle protonin, joka toimii emäksenä hydroniumionin muodostamiseksi, H₃O⁺. Hydroniumionin konsentraatio vahvan hapon liuoksessa on yhtä suuri kuin hapon pitoisuus ([H₃O⁺] = [HAc]).

Yllä olevassa kuvassa on pullo kloorivetyhappoa, HCl, konsentraationa 12 M. Mitä korkeampi happo (heikko tai vahva) on, sitä varovaisempi on sen käsittelyssä; Siksi pullo näyttää kädessä olevan kuvakkeen, joka on vahingoittunut siihen vaikuttavan happopisaran syövyttävällä ominaisuudella.

Vahvat hapot ovat aineita, joita on käsiteltävä täysin tietoisesti niiden mahdollisista vaikutuksista; työskennellä heidän kanssaan huolellisesti, voit hyödyntää niiden ominaisuuksia useisiin käyttötarkoituksiin, sillä se on yksi yleisimmistä näytteiden synteesi- tai liukenemisvälineistä..

indeksi

• 1 Vahvan hapon ominaisuudet
  • 1.1 Jakautuminen
  • 1,2 pH
  • 1.3 pKa
  • 1.4 Korroosio
• 2 Voimaan vaikuttavat tekijät
  • 2.1 Sen konjugaattialustan elektronegatiivisuus
  • 2.2 Konjugaattipohjan radio
  • 2.3 Happiatomien lukumäärä
• 3 Esimerkkejä
• 4 Viitteet

Vahvan hapon ominaisuudet

dissosiaatio

Vahva happo hajottaa tai ionisoi 100-prosenttisesti vesiliuoksessa hyväksymällä elektroniparin. Hapon dissosiaatio voidaan kaaviota seuraavalla kemiallisella yhtälöllä:

HAc + H₂O => A^-       +       H₃O⁺

Jos HAc on vahva happo ja A^- sen konjugaattipohja.

Vahvan hapon ionisointi on prosessi, joka on yleensä peruuttamaton; Heikoissa hapoissa ionisaatio on toisaalta palautuva. Yhtälössä osoitetaan, että H₂Tai se on se, joka hyväksyy protonin; Alkoholit ja muut liuottimet voivat myös tehdä sen.

Tämä taipumus hyväksyä protoneja vaihtelee aineittain ja näin ollen HAc: n happolujuus ei ole sama kaikissa liuottimissa..

pH

Vahvan hapon pH on hyvin alhainen, sillä se on välillä 0-1 pH-yksikköä. Esimerkiksi 0,1 M HCl-liuoksen pH on 1.

Tämä voidaan osoittaa käyttämällä kaavaa

pH = - log [H⁺]

Voit laskea 0,1 M HCl -liuoksen pH-arvon ja soveltaa sitä

pH = -log (0,1)

Saadaan pH 1: ksi 0,1 M HCl-liuokselle.

pKa

Happojen vahvuus liittyy niiden pKa: han. Hydroniumioni (H₃O⁺) esimerkiksi pKa on -1,74. Yleensä vahvoilla hapoilla on pKa, jolla on enemmän negatiivisia arvoja kuin -1,74, ja ovat siten happamampia kuin H₃O⁺.

PKa ilmaisee tietyllä tavalla hapon taipumuksen hajota. Mitä pienempi arvo on, sitä vahvempi ja aggressiivisempi happo on. Tästä syystä on edullista ilmaista hapon suhteellinen vahvuus sen pKa: n arvolla.

korroosio

Yleensä vahvat hapot luokitellaan syövyttäviksi. Tähän oletukseen liittyy kuitenkin poikkeuksia.

Esimerkiksi fluorivetyhappo on heikko happo, ja silti se on erittäin syövyttävä ja kykenevä pilkkomaan lasia. Tämän vuoksi sitä on käsiteltävä muovipulloissa ja alhaisissa lämpötiloissa.

Toisaalta vahva happo, kuten karboraanihappo, joka on miljoonia kertoja vahvempi kuin rikkihappo, ei ole syövyttävää.

Tekijät, jotka vaikuttavat vahvuuteesi

Sen konjugaattipohjan elektronegatiivisuus

Koska muutos oikealle tapahtuu jaksollisen taulukon aikana, konjugaattipohjan muodostavien elementtien negatiivisuus kasvaa.

Säännöllisen taulukon jakson 3 havainto osoittaa esimerkiksi, että kloori on enemmän elektronegatiivista kuin rikki ja puolestaan ​​rikki on enemmän elektronegatiivista kuin fosfori.

Tämä vastaa sitä tosiasiaa, että kloorivetyhappo on vahvempi kuin rikkihappo, ja jälkimmäinen on vahvempi kuin fosforihappo.

Suurentamalla hapon konjugaattipohjan elektronegatiivisuutta se lisää emäksen stabiilisuutta ja vähentää siten sen taipumusta ryhmittyä uudelleen vedyn kanssa hapon regeneroimiseksi.

Muita tekijöitä on kuitenkin otettava huomioon, koska tämä ei yksin ole ratkaiseva.

Konjugoitu perussäde

Hapon vahvuus riippuu myös sen konjugaattipohjasta. Jaksollisen taulukon (halogeenit) VIIA-ryhmän havainto osoittaa, että ryhmään kuuluvien elementtien atomisäteillä on seuraava suhde: I> Br> Cl> F.

Myös ne hapot, jotka muodostavat, säilyttävät samat happamuusluokitukset:

HI> HBr> HCl> HF

Yhteenvetona voidaan todeta, että jaksollisen pöydän saman ryhmän alkuaineiden atomisäteen kasvattaminen kasvaa samaan suuntaan muodostuvan hapon vahvuuteen..

Tämä selittyy H-Ac-sidoksen heikentymisessä epätasa-arvoisten atomikilpien huonolla päällekkäisyydellä.

Happiatomien lukumäärä

Hapon määrä hapen happosarjassa riippuu hapen atomien lukumäärästä konjugaattipohjassa.

Molekyylit, joilla on eniten happiatomeja, muodostavat lajin, jolla on suurempi happokyky. Esimerkiksi typpihappo (HNO)₃) on vahvempi happo kuin typpihappo (HNO)₂).

Toisaalta perklorihappo (HClO)₄) on vahvempi happo kuin kloorihappo (HClO₃). Ja lopuksi, hypokloorihappo (HClO) on pienin lujuus happo sarjassa.

esimerkit

Voimakkaat hapot voidaan esimerkinomaisesti osoittaa alenevassa järjestyksessä haponlujuudessa: HI> HBr> HClO₄ > HCl> H₂SW₄ > CH 2C 2H 2SO 4H (tolueenisulfonihappo)> HNO₃.

Kaikki ne ja muut tähän mennessä mainitut ovat esimerkkejä vahvoista hapoista.

HI on vahvempi kuin HBr, koska H-I-sidos rikkoutuu helpommin, koska se on heikompi. HBr ylittää HClO: n happamuuden₄ koska ClO-anionin suuresta stabiilisuudesta huolimatta₄^- siirtämällä negatiivinen varaus H-Br-sidos pysyy heikommana kuin O-linkki₃CIO-H.

Neljän happiatomin läsnäolo palaa kuitenkin HClO: han₄ enemmän happoa kuin HCl, jolla ei ole happea.

Seuraavaksi HCI on vahvempi kuin H₂SW₄ koska Cl-atomi on enemmän elektronegatiivista kuin rikkiatomi; ja H₂SW₄ se puolestaan ​​ylittää happamuudeltaan CH 2C 2H 2SO 4H, joka sisältää vähemmän happiatomia ja sidos, joka pitää vetyä yhdessä, on myös vähemmän polaarinen.

Lopuksi HNO₃ on kaikkein heikoin typpiatomin, jaksollisen taulukon toisen jakson, osalta.

viittaukset

1. Shmoopin yliopisto. (2018). Ominaisuudet, jotka määrittävät hapon lujuuden. Haettu osoitteesta: shmoop.com
2. Wiki-kirjat. (2018). Yleinen kemia / ominaisuudet ja hapot ja emäkset. Haettu osoitteesta en.wikibooks.org
3. Acids Info. (2018). Kloorivetyhappo: tämän liuoksen ominaisuudet ja sovellukset. Haettu osoitteesta acidos.info
4. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (22. kesäkuuta 2018). Vahva happomääritelmä ja esimerkit. Haettu osoitteesta thinkco.com
5. Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Kemia. (8. painos). CENGAGE Learning.