STERK SYRE: EGENSKAPER OG EKSEMPLER - KJEMI - 2026

En sterk syre er enhver forbindelse som er i stand til å frigjøre protoner eller hydrogenioner fullstendig og irreversibelt, H ⁺ . Når de er så reaktive, blir et stort antall arter tvunget til å akseptere disse H ⁺ ; for eksempel vann, hvis blanding potensielt blir farlig med enkel fysisk kontakt.

Syren donerer et proton til vann, som virker som en base for å danne den hydronium-ion, H ₃ O ⁺ . Konsentrasjonen av hydroniumionet i en løsning av en sterk syre er lik konsentrasjonen av syren (=).

Kilde: maticulous via Flickr

I det øvre bildet er det en flaske saltsyre, HCl, med en konsentrasjon på 12M. Jo høyere konsentrasjon av en syre (svak eller sterk), jo mer forsiktig håndtering er det nødvendig; det er grunnen til at flasken viser piktogrammet til en hånd skadet av den etsende egenskapen til en dråpe syre som faller på den.

Sterke syrer er stoffer som må håndteres med full bevissthet om deres mulige effekter; Ved å jobbe nøye med dem, kan egenskapene brukes til flere bruksområder, en av de vanligste er syntese eller virkemiddel for å løse opp prøver.

Egenskaper med en sterk syre

dissosiasjon

En sterk syre dissosierer eller ioniserer 100% i vandig løsning og tar i mot et par elektroner. Dissosiasjonen av en syre kan skisseres med følgende kjemiske ligning:

HAc + H ₂ O => A ^- + H ₃ O ⁺

Hvor HAc er den sterke syren, og A ^- dens konjugerte base.

Ionisering av en sterk syre er en prosess som vanligvis er irreversibel; i svake syrer, tvert imot, ionisering er reversibel. Ligningen viser at H ₂ O er den som aksepterer proton; Alkoholer og andre løsemidler kan det også.

Denne tendensen til å ta imot protoner varierer fra stoff til stoff, og derfor er syrestyrken til HAc ikke den samme i alle løsningsmidler.

pH-

PH for en sterk syre er veldig lav og ligger mellom 0 og 1 pH-enheter. For eksempel har en 0,1 M HCl-løsning en pH på 1.

Dette kan demonstreres ved å bruke formelen

pH = - logg

Du kan beregne pH-verdien til en 0,1 M HCl-løsning og deretter bruke

pH = -log (0,1)

Oppnå en pH på 1 for 0,1 M HCl-løsningen.

pKa

Styrken til syrer er relatert til deres pKa. Den hydronium-ion (H ₃ O ⁺ ), for eksempel, har en pKa-verdi på -1,74. Vanligvis sterke syrer har pKa med verdier som er mer negativ enn -1,74, og er derfor mer sure enn H ₃ O ^{+ i seg selv} .

PKa uttrykker på en viss måte syrens tendens til å dissosiere. Jo lavere verdi det er, jo sterkere og mer aggressiv blir syren. Av denne grunn er det praktisk å uttrykke den relative styrken til en syre med dens pKa-verdi.

Korrosjon

Generelt er sterke syrer klassifisert som etsende. Det er imidlertid unntak fra denne antagelsen.

For eksempel er fluorvätesyre en svak syre, men den er likevel sterkt etsende og i stand til å fordøye glass. På grunn av dette må den håndteres i plastflasker og ved lave temperaturer.

I kontrast til dette, er en syre med stor styrke som karboran-supersyre, som til tross for at den er millioner ganger sterkere enn svovelsyre, ikke etsende.

Faktorer som påvirker styrken din

Elektronegativitet av dens konjugerte base

Når et skifte mot høyre skjer i en periode av periodiske tabeller, øker negativiteten til elementene som utgjør den konjugerte basen.

Å observere periode 3 i den periodiske tabellen viser for eksempel at klor er mer elektronegativt enn svovel, og på sin side er svovel mer elektronegativt enn fosfor.

Dette er i samsvar med det faktum at saltsyre er sterkere enn svovelsyre, og sistnevnte er sterkere enn fosforsyre.

Når elektronegativiteten til konjugatbasen av syren øker, øker stabiliteten til basen, og dermed reduseres dens tendens til å omgruppere med hydrogen for å regenerere syren.

Andre faktorer må imidlertid vurderes, da dette alene ikke er bestemmende.

Konjugert basisradius

Styrken til syren avhenger også av radien til dens konjugerte base. Observasjonen av gruppe VIIA i det periodiske systemet (halogener) viser at atomradiene til elementene som utgjør gruppen har følgende forhold: I> Br> Cl> F.

På samme måte holder syrene som dannes den samme synkende rekkefølgen på styrken til syrene:

HI> HBr> HCl> HF

Avslutningsvis, når atomaradien til elementene i den samme gruppen i det periodiske systemet øker, øker styrken til syren de danner på samme måte.

Dette forklares med svekkelsen av H-Ac-bindingen ved en dårlig overlapping av atomomgangene som er ulike i størrelse.

Antall oksygenatomer

Styrken til en syre i en serie med oksysyrer avhenger av antall oksygenatomer i konjugatbasen.

Molekylene som har størst antall oksygenatomer utgjør arten med størst syrestyrke. For eksempel er salpetersyre (HNO ₃ ) en sterkere syre enn salpetersyre (HNO ₂ ).

På den annen side er perklorsyre (HClO ₄ ) en sterkere syre enn klorsyre (HClO ₃ ). Og til slutt er hypoklorsyre (HClO) den laveste styrkesyren i serien.

eksempler

Sterke syrer kan eksemplifiseres i den etterfølgende nedadgående retning av syrestyrke: HI> HBr> HClO ₄ > HCI> H ₂ SO ₄ > CH₃C₆H₄SO₃H (toluen-sulfonsyre)> HNO ₃ .

Alle av dem, og de andre som er blitt nevnt så langt, er eksempler på sterke syrer.

HI er sterkere enn HBr fordi HI-bindingen lettere brytes når den er svakere. HBr overgår HClO ₄ i surhet på grunn, til tross for den gode stabiliteten til ClO ₄ anion ^- ved delocalizing den negative ladning, forblir svakere enn O HBr bindingen ₃ ClO-H -binding .

Tilstedeværelsen av fire oksygenatomer gjør imidlertid HClO ₄ surere enn HCl, som ikke har noe oksygen.

Deretter er HCl sterkere enn H ₂ SO ₄ fordi Cl-atom er mer elektronegativt enn svovel; og H ₂ SO ₄ på sin side overgår i surhet CH₃C₆H₄SO₃H, som har ett mindre oksygenatom, og bindingen som holder hydrogenet sammen er også mindre polar.

Endelig er HNO ₃ den svakeste av alle fordi den har nitrogenatomet, fra den andre perioden i det periodiske systemet.

referanser

1. Shmoop University. (2018). Egenskaper som bestemmer syrestyrke. Gjenopprettet fra: shmoop.com
2. Wiki Books. (2018). Generell kjemi / egenskaper og teorier om syrer og baser. Gjenopprettet fra: en.wikibooks.org
3. Syreinfo. (2018). Saltsyre: egenskaper og anvendelser av denne løsningen. Gjenopprettet fra: acidos.info
4. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (22. juni 2018). Sterk syre-definisjon og eksempler. Hentet fra thoughtco.com
5. Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Kjemi. (8. utg.). CENGAGE Læring.