STARK SYRA: EGENSKAPER OCH EXEMPEL - KEMI - 2025

En stark syra är vilken förening som helst som kan frigöra protoner eller vätejoner helt och irreversibelt, H ⁺ . När de är så reaktiva tvingas ett stort antal arter att acceptera dessa H ⁺ ; till exempel vatten, vars blandning blir potentiellt farlig med enkel fysisk kontakt.

Syran donerar en proton till vatten, som fungerar som en bas för att bilda hydroniumjonen, H ₃ O ⁺ . Koncentrationen av hydroniumjonen i en lösning av en stark syra är lika med koncentrationen av syran (=).

Källa: maticulous via Flickr

I den övre bilden finns en flaska saltsyra, HCl, med en koncentration av 12M. Ju högre koncentration av en syra (svag eller stark), desto försiktigare hantering är det nödvändigt; det är därför flaskan visar piktogramet på en hand skadad av den frätande egenskapen hos en droppe syra som faller på den.

Starka syror är ämnen som måste hanteras med full medvetenhet om deras möjliga effekter; Genom att arbeta med dem noggrant kan deras egenskaper användas för flera användningsområden, en av de vanligaste är syntesen eller sättet att lösa prover.

Egenskaper hos en stark syra

dissociation

En stark syra dissocierar eller joniserar 100% i vattenlösning, vilket accepterar ett par elektroner. Dissociationen av en syra kan beskrivas med följande kemiska ekvation:

HAc + H ₂ O => A ^- + H ₃ O ⁺

Där HAc är den starka syran och A ^- dess konjugatbas.

Jonisering av en stark syra är en process som vanligtvis är irreversibel; i svaga syror, tvärtom, jonisering är reversibel. Ekvationen visar att H ₂ O är den som accepterar protonen; dock kan alkoholer och andra lösningsmedel också.

Denna tendens att acceptera protoner varierar från substans till substans, och således är syrestyrkan hos HAc inte densamma i alla lösningsmedel.

pH

PH-värdet för en stark syra är mycket lågt och ligger mellan 0 och 1 pH-enheter. Till exempel har en 0,1 M HCl-lösning ett pH av 1.

Detta kan demonstreras med formeln

pH = - log

Du kan beräkna pH-värdet för en 0,1 M HCl-lösning och sedan applicera

pH = -log (0,1)

Att erhålla ett pH av 1 för 0,1 M HCl-lösningen.

pKa

Styrken hos syror är relaterad till deras pKa. Hydroniumjonen (H ₃ O ^{^} ), till exempel, har ett pKa av -1,74. Allmänhet, starka syror har pKa med värden mer negativa än -1,74, och är därför mer sura än H ₃ O ^{+ själv} .

PKa uttrycker på ett visst sätt syrans tendens att dissociera. Ju lägre värde, desto starkare och mer aggressiv blir syran. Av detta skäl är det bekvämt att uttrycka den relativa styrkan hos en syra med dess pKa-värde.

Korrosion

I allmänhet klassificeras starka syror som frätande. Det finns dock undantag från detta antagande.

Till exempel är fluorvätesyra en svag syra, men den är mycket frätande och kan smälta glas. Därför måste den hanteras i plastflaskor och vid låga temperaturer.

Tvärtom, en mycket stark syra såsom karboran-supersyra, som trots att det är miljoner gånger starkare än svavelsyra, är inte frätande.

Faktorer som påverkar din styrka

Elektronegativitet av dess konjugerade bas

När en högerförskjutning inträffar i en period av det periodiska systemet ökar negativiteten hos de element som utgör den konjugerade basen.

Att observera period 3 i det periodiska systemet visar till exempel att klor är mer elektronegativt än svavel och i sin tur svavel är mer elektronegativt än fosfor.

Detta är i överensstämmelse med det faktum att saltsyra är starkare än svavelsyra, och den senare är starkare än fosforsyra.

När elektronegativiteten för syrans konjugatbas ökar ökar basens stabilitet, och därmed minskar dess tendens att återgruppera med väte för att regenerera syran.

Men andra faktorer måste beaktas, eftersom detta enbart inte är avgörande.

Konjugerad basradie

Syrans styrka beror också på radien för dess konjugatbas. Observationen av grupp VIIA i det periodiska systemet (halogener) visar att atomradierna för elementen som utgör gruppen har följande förhållande: I> Br> Cl> F.

På samma sätt håller syrorna som bildas samma minskande ordning på styrkorna hos syrorna:

HI> HBr> HCl> HF

Sammanfattningsvis, när atomradien för elementen i samma grupp i det periodiska systemet ökar, ökar styrkan hos syran de bildar på samma sätt.

Detta förklaras av försvagningen av H-Ac-bindningen genom en dålig överlappning av de atomära orbitalerna som är ojämlika i storlek.

Antal syreatomer

Styrkan hos en syra inom en serie oxider beror på antalet syreatomer i konjugatbasen.

De molekyler som har det största antalet syreatomer utgör arten med den största syrestyrkan. Till exempel är salpetersyra (HNO ₃ ) en starkare syra än salpetersyra (HNO ₂ ).

Å andra sidan är perklorsyra (HClO ₄ ) en starkare syra än klorsyra (HClO ₃ ). Och slutligen är hypoklorsyra (HClO) den lägsta styrkan i serien.

exempel

Starka syror kan exemplifieras i följande fallande ordning syrastyrka: HI> HBr> HCIO ₄ > HCl> H ₂ SO ₄ > CH₃C₆H₄SO₃H (toluensulfonsyra)> HNO ₃ .

Alla, och de andra som har nämnts hittills, är exempel på starka syror.

HI är starkare än HBr eftersom HI-bindningen lättare bryter eftersom den är svagare. HBr överträffar HCIO ₄ i surhet , för trots den stora stabiliteten hos CIO ₄ anjon ^- genom att delokalisera den negativa laddningen förblir HBr bindningen svagare än O ₃ ClO-H -bindning .

Närvaron av fyra syreatomer gör emellertid HClO ₄ surare än HCl, som inte har något syre.

Nästa, är HCl starkare än H ₂ SO ₄ eftersom Cl atomen är mer elektro än svavel; och H ₂ SO ₄ i sin tur överträffar CH acC₆H₄SO₃H i surhet, som har en mindre syreatom och bindningen som håller väte tillsammans är också mindre polär.

Slutligen är HNO ₃ den svagaste av alla eftersom den har kväveatomen från den andra perioden i det periodiska systemet.

referenser

1. Shmoop University. (2018). Egenskaper som bestämmer syrahållfasthet. Återställd från: shmoop.com
2. Wiki Books. (2018). Allmän kemi / egenskaper och teorier för syror och baser. Återställd från: en.wikibooks.org
3. Acids Info. (2018). Saltsyra: egenskaper och tillämpningar av denna lösning. Återställd från: acidos.info
4. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (22 juni 2018). Definition av stark syra och exempel. Hämtad från thoughtco.com
5. Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Kemi. (8: e upplagan). CENGAGE Learning.