- Egenskaper och egenskaper hos en oxidsyra
- Hydroxylgrupper
- Central atom
- Svavel för svavelsyra
- Syrahållfasthet
- Hur bildas oxacider?
- Träningsexempel
- Metalliska oxider
- Nomenklatur
- Beräkning av valens
- Namnge syran
- exempel
- Oxidsyror i gruppen av halogener
- VIA-gruppens oxider
- Boroxider
- Koloxidsyror
- Kromoxidsyror
- Kiseloxacider
- referenser
En oxidsyra eller oxo-syra är en ternär syra som består av väte, syre och ett icke-metalliskt element som utgör den så kallade centrala atomen. Beroende på antalet syreatomer och därför oxidationstillstånd för det icke-metalliska elementet kan olika oxider bildas.
Dessa ämnen är rent oorganiska; emellertid, kan kol bilda en av de mest kända oxacids: kolsyra, H 2 CO 3 . Som den kemiska formeln enbart visar har den tre O, en C och två H-atomer.
Källa: Pxhere
De två H-atomer av H 2 CO 3 släpps ut i miljön som H + , vilket förklarar dess sura egenskaper. Uppvärmning av en vattenlösning av kolsyra avger en gas.
Denna gas är koldioxid, CO 2 , en oorganisk molekyl som härrör från förbränning av kolväten och cellandning. Om CO 2 återfördes till vattenbehållaren, skulle H 2 CO 3 omformas; därför bildas oxosyra när en viss substans reagerar med vatten.
Denna reaktion observeras inte bara för CO 2 , utan för andra oorganiska kovalenta molekyler som kallas syraoxider.
Oxidsyror har ett stort antal användningar, som är svåra att beskriva i allmänhet. Tillämpningen kommer att bero starkt på den centrala atomen och antalet oxygenser.
De kan användas från föreningar för syntes av material, gödselmedel och sprängämnen, till analytiska syften eller produktion av läskedrycker; Som med kolsyra och fosforsyra, H 3 PO 4 , som utgör en del av kompositionen av dessa drycker.
Egenskaper och egenskaper hos en oxidsyra
Källa: Gabriel Bolívar
Hydroxylgrupper
En generisk HEO-formel för oxidsyror visas på bilden ovan. Som kan ses har den väte (H), syre (O) och en central atom (E); som i fråga om kolsyra är kol, C.
Väte i oxidsyror är vanligtvis fäst vid en syreatom och inte till den centrala atomen. Fosforsyrlighet, H 3 PO 3 , representerar ett särskilt fall där en av väteatomerna är kopplad till fosforatomen; därför är dess strukturformel bäst representerad som (OH) 2 OPH.
Även för salpetersyra, HNO 2 , har en HON = O-ryggrad, så den har en hydroxylgrupp (OH) som dissocierar för att frisätta väte.
Så en av huvudegenskaperna hos en oxidsyra är inte bara att den har syre utan också att den har en OH-grupp.
Å andra sidan har vissa oxidsyror vad som kallas en oxogrupp, E = O. När det gäller fosforsyra har den en oxogrupp, P = O. De saknar H-atomer, så de är inte "ansvariga" för surhet.
Central atom
Den centrala atomen (E) kan vara eller inte vara ett elektronegativt element, beroende på dess placering i p-blocket i det periodiska systemet. Å andra sidan lockar syre, ett element som är lite mer elektronegativt än kväve, elektroner från OH-bindningen; vilket möjliggör frisättning av H + jonen .
E är därför kopplat till OH-grupper. När en H + -jon frigörs sker joniseringen av syran; det vill säga att den får en elektrisk laddning, som i dess fall är negativ. En oxidsyra kan frisätta så många H + -joner som det finns OH-grupper i dess struktur; och ju fler det är, desto större är den negativa laddningen.
Svavel för svavelsyra
Svavelsyra, polyprotisk, har molekylformeln H 2 SO 4 . Denna formel kan också skrivas på följande sätt: (OH) 2 SO 2 , för att understryka att svavelsyra har två hydroxylgrupper bundna till svavel, dess centrala atomen.
Reaktionerna på dess jonisering är:
H 2 SO 4 => H + + HSO 4 -
Sedan frigörs den andra H + från den återstående OH-gruppen, långsammare tills en jämvikt kan upprättas:
HSO 4 - <=> H + + SO 4 2–
Den andra dissociationen är svårare än den första, eftersom en positiv laddning (H + ) måste separeras från en dubbelt negativ laddning (SO 4 2- ).
Syrahållfasthet
Styrkan hos nästan alla oxider som har samma centrala atom (inte metall) ökar med ökningen av oxidationstillståndet för det centrala elementet; vilket i sin tur är direkt relaterat till ökningen av antalet syreatomer.
Till exempel visas tre serier av oxidsyror vars surhetsstyrkor är ordnade från minst till största:
H 2 SO 3 <H 2 SO 4
HNO 2 <HNO 3
HClO <HClO 2 <HClO 3 <HClO 4
I de flesta oxidsyror som har olika element med samma oxidationstillstånd, men som tillhör samma grupp i den periodiska tabellen, ökar surhetsstyrkan direkt med den centrala atomens elektronegativitet:
H 2 SeO 3 <H 2 SO 3
H 3 PO 4 <HNO 3
HBrO 4 <HCIO 4
Hur bildas oxacider?
Som nämnts i början genereras oxidsyror när vissa ämnen, kallade syraoxider, reagerar med vatten. Detta kommer att förklaras med samma exempel för kolsyra.
CO 2 + H 2 O <=> H 2 CO 3
Syraoxid + vatten => oxidsyra
Vad som händer är att de H 2 O molekyl kovalent binder med CO 2 -molekylen . Om vattnet avlägsnas genom värme förskjuts jämvikten till regenereringen av CO 2 ; det vill säga en varm soda kommer att förlora sin brusande känsla förr än en kall.
Å andra sidan bildas sura oxider när ett icke-metalliskt element reagerar med vatten; även om närmare bestämt när det reagerande elementet bildar en oxid med en kovalent karaktär, vars upplösning i vatten genererar H + -joner .
Det har redan sagts att H + -jonerna är produkten av joniseringen av den resulterande oxidsyran.
Träningsexempel
Kloroxid, Cl 2 O 5 , att reagerar med vatten ger klorsyra:
Cl 2 O 5 + H 2 O => HCIO 3
Svaveloxid, SO 3 , reagerar med vatten för att bilda svavelsyra:
SO 3 + H 2 O => H 2 SO 4
Och periodisk oxid, I 2 O 7 , reagerar med vatten för att bilda periodisk syra:
I 2 O 7 + H 2 O => HIO 4
Förutom dessa klassiska mekanismer för bildning av oxidsyror finns det andra reaktioner med samma syfte.
Exempelvis reagerar fosfortriklorid, PCl 3 , med vatten för att producera fosforsyra, en oxidsyra och saltsyra, en saltsyra.
PCls 3 + 3H 2 O => H 3 PO 3 + HCl
Och fosforpentaklorid, PCl 5 , reagerar med vatten för att ge fosforsyra och saltsyra.
PCl 5 + 4 H 2 O => H 3 PO 4 + HCl
Metalliska oxider
Vissa övergångsmetaller bildar sura oxider, det vill säga de upplöses i vatten för att ge oxider.
Mangan (VII) oxid (permangansyra vattenfri) Mn 2 O 7 och krom (VI) oxid är de vanligaste exemplen.
Mn 2 O 7 + H 2 O => HMnO 4 (permangansyra)
CrOs 3 + H 2 O => H 2 CrO 4 (kromsyra)
Nomenklatur
Beräkning av valens
För att korrekt namnge en oxidsyra, måste vi börja med att bestämma valens eller oxidationsnummer för den centrala atomen E. Från den generiska formeln HEO beaktas följande:
-O har valens -2
-V-valens för H är +1
Med detta i åtanke är oxacid HEO neutral, så summan av laddningarna för valenserna måste vara lika med noll. Således har vi följande algebraiska summa:
-2 + 1 + E = 0
E = 1
Därför är valens av E +1.
Då måste vi ta till oss de möjliga valenserna som E. kan ha. Om värdena +1, +3 och +4 är bland dess valenser, "fungerar E" med dess lägsta valens.
Namnge syran
För att namnge HEO, börjar du med att kalla det surt, följt av namnet på E med suffixerna –ico, om du arbetar med den högsta valensen, eller –oso, om du arbetar med den lägsta valensen. När det finns tre eller fler, används prefixerna hypo- och per- för att hänvisa till de minsta och största valenserna.
Således skulle HEO kallas:
Hypo syra (E namn) björn
Eftersom +1 är den minsta av dess tre valenser. Och om det var HEO 2 , skulle E ha valens +3 och skulle kallas:
Syra (E-namn) björn
Och på samma sätt för HEO 3 , där E arbetar med valensen +5:
Syra (E-namn) ico
exempel
Nedan nämns en serie oxider med respektive nomenklatur.
Oxidsyror i gruppen av halogener
Halogener ingriper genom att bilda oxidsyror med valenserna +1, +3, +5 och +7. Klor, brom och jod kan bilda fyra typer av oxider som motsvarar dessa valenser. Men den enda oxidsyran som har gjorts av fluor är hypofluorosyra (HOF), som är instabil.
När en oxidsyra i gruppen använder valensen +1 benämns den enligt följande: hypoklorsyra (HClO); hypobromous syra (HBrO); hypoiodinsyra (HIO); hypofluorosyra (HOF).
Med valensen +3 används inget prefix och endast suffixbjörnen används. Det finns syrorna klor (HClO 2 ), brom (HBrO 2 ) och jod (HIO 2 ).
Med valensen +5 används inget prefix och endast suffixet ico används. Det finns klor (HClO 3 ), brom (HBrO 3 ) och jod (HIO 3 ) syror .
När du arbetar med valens +7 används prefixet per och suffixet ico. Det finns perklorsyra (HCIO 4 ), perbromic (HBrO 4 ) och periodisk (HIO 4 ) syror .
VIA-gruppens oxider
De icke-metala elementen i denna grupp har de vanligaste valenserna -2, +2, +4 och +6, och bildar tre oxidsyror i de mest kända reaktionerna.
Med valensen +2 används prefixet hik och efterteckningsbjörnen. Det finns syrorna hyposulfurous (H 2 SO 2 ), hyposelenious (H 2 SeO 2 ) and hypotelurous (H 2 TeO 2 ).
Med valensen +4 används inget prefix och suffixbjörnen används. Det finns svavelhaltiga syror (H 2 SO 3 ), selen (H 2 SeO 3 ) och tellurous (H 2 TeO 3 ).
Och när de arbetar med valensen + 6 används inget prefix och suffixet ico används. Det finns svavelsyror (H 2 SO 4 ), selen (H 2 SeO 4 ) och tellursyra (H 2 TeO 4 ).
Boroxider
Boron har en valens på +3. Det finns metaboliska syror (HBO 2 ), pyroboric (H 4 B 2 O 5 ) och ortoborsyra (H 3 BO 3 ). Skillnaden är i antalet vatten som reagerar med boroxid.
Koloxidsyror
Kol har valenser +2 och +4. Exempel: med valensen 2, kolhaltigt syra (H 2 CO 2 ), och med valensen 4, kolsyra (H 2 CO 3 ).
Kromoxidsyror
Chromium har valenser +2, +4 och +6. Exempel: med valensen 2, hypokrom syra (H 2 CrO 2 ); med valens fyra, krom-syra (H 2 CrOs 3 ); och med valens 6, kromsyra (H 2 CrO 4 ).
Kiseloxacider
Kisel har valenser -4, +2 och +4. Du har den metakiselsyra (H 2 SiO 3 ), och den pyrosilicic syra (H 4 SiO 4 ). Observera att Si i båda har en valens på +4, men skillnaden ligger i antalet vattenmolekyler som reagerade med dess syraoxid.
referenser
- Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Kemi. (8: e upplagan). CENGAGE Learning.
- Redaktör. (6 mars 2012). Beredning och nomenklatur av oxidsyror. Återställd från: si-educa.net
- Wikipedia. (2018). Oxisyra. Återställd från: en.wikipedia.org
- Steven S. Zumdahl. (2019). Oxisyra. Encyclopædia Britannica. Återställd från: britannica.com
- Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (31 januari 2018). Vanliga Oxoacid Compounds. Återställd från: thoughtco.com