HYDRACIDER: EGENSKAPER, NOMENKLATUR, BRUK OG EKSEMPLER - KJEMI - 2026

De hydrohalogeniske eller binære syrene blir oppløst i vannforbindelser som består av hydrogen og et ikke-metallisk element: hydrogenhalogenider. Den generelle kjemiske formelen kan uttrykkes som HX, der H er hydrogenatom, og X er det ikke-metalliske elementet.

X kan tilhøre gruppe 17, halogenene eller til elementene i gruppe 16 uten å inkludere oksygen. I motsetning til oksosyrer, mangler hydracider oksygen. Siden hydracider er kovalente eller molekylære forbindelser, må HX-bindingen vurderes. Dette er av stor betydning og definerer egenskapene til hver hydracid.

Kilde: Gabriel Bolívar

Hva med HX-lenken? Som det kan sees på bildet over, er det et permanent dipolmomentprodukt av de forskjellige elektronegativitetene mellom H og X. Siden X vanligvis er mer elektronegativt enn H, tiltrekker det sin elektroniske sky og ender med en negativ delladning δ-.

På den annen side ender H, som gir en del av sin elektron-tetthet til X, en positiv delvis ladning δ +. Jo mer negativ δ-, jo rikere på elektron X vil være, og desto større elektronmangel på H. Derfor, avhengig av hvilket element X er, kan et hydracid være mer eller mindre polært.

Bildet avslører også strukturen til hydracider. HX er et lineært molekyl som kan samvirke med en annen i en av endene. Jo mer polar HX er, desto sterkere eller affinitet vil molekylene interagere med den. Som et resultat vil kokepunktet eller smeltepunktene øke.

Imidlertid er HX-HX-interaksjonene fremdeles svake nok til å gi opphav til et fast hydracid. Av denne grunn er de gassformige stoffer under trykk og omgivelsestemperatur. Med unntak av HF, som fordamper over 20 ºC.

Hvorfor? Fordi HF er i stand til å danne sterke hydrogenbindinger. Mens de andre hydracider, hvis ikke-metalliske elementer er mindre elektronegative, kan de knapt være i væskefasen under 0 ° C. HC1 koker for eksempel ved omtrent -85 ° C.

Er hydracider sure stoffer? Svaret ligger i den positive delvise ladningen δ + på hydrogenatom. Hvis δ + er veldig stor eller HX-bindingen er veldig svak, vil HX være en sterk syre; Som med alle hydroensyrene i halogenene, når deres respektive halogenider oppløses i vann.

kjennetegn

Fysisk

-Synligvis er alle hydracider transparente løsninger, siden HX er veldig løselig i vann. De kan ha gulaktige toner i henhold til konsentrasjonen av oppløst HX.

-De er røykere, noe som betyr at de gir fra seg tette, etsende og irriterende damp (noen av dem er til og med kvalmende). Dette er fordi HX-molekylene er veldig flyktige og samvirker med vanndampen i mediet som omgir løsningene. Videre er HX i dens vannfrie former gassformige forbindelser.

-Hydracids er gode ledere av elektrisitet. Selv om HX er gassformige arter ved atmosfæriske forhold, frigjør de ioner (H ⁺ X ^- ) når de løses opp i vann , som lar elektrisk strøm passere.

-Dine kokepunkter er høyere enn de for vannfrie former. Det vil si at HX (ac), som betegner hydracid, koker ved temperaturer over HX (g). For eksempel koker hydrogenklorid, HCl (g) ved -85 ° C, men saltsyre, dets hydraside, er rundt 48 ° C.

Hvorfor? Fordi de gassformede HX-molekylene er omgitt av vann. To typer interaksjoner kan skje samtidig: hydrogenbindinger, HX - H ₂ O - HX, eller ion solvatisering, H ₃ O ⁺ (aq) og X ^- (aq). Dette faktum er direkte relatert til de kjemiske egenskapene til hydracider.

Kjemisk

Hydracider er veldig sure oppløsninger, så de har sure protoner H ₃ O ⁺ tilgjengelig for å reagere med andre stoffer. Hvor kommer H ₃ O ^{+ fra} ? Fra hydrogenatom med en positiv delvis ladning δ +, som dissosierer i vann og ender kovalent med å innlemme i et vannmolekyl:

HX (aq) + H ₂ O (l) <=> X ^- (aq) + H- ₃ O ⁺ (aq)

Legg merke til at ligningen tilsvarer en reaksjon som etablerer en likevekt. Når dannelsen av X ^- (aq) + H- ₃ O ⁺ (aq) er termodynamisk meget begunstiget, HX til å frigi sin surt proton over i vann; og deretter, med H ₃ O ⁺ som ny "bærer", kan reagere med en annen forbindelse, selv om den sistnevnte ikke er en sterk base.

Ovennevnte forklarer de sure egenskapene til hydracider. Dette er tilfellet for all HX oppløst i vann; men noen genererer surere løsninger enn andre. For hva er dette? Årsakene kan være veldig kompliserte. Ikke alle HX (ac) favoriserer ovennevnte likevekt mot høyre, det vil si mot X ^- (ac) + H ₃ O ⁺ (ac).

surhet

Og unntaket er observert i flussyre, HF (aq). Fluor er veldig elektronegativt, derfor forkorter den avstanden til HX-bindingen og styrker den mot nedbrytning av vannvirkningen.

På samme måte har HF-bindingen mye bedre overlapping av atomradiusårsaker. På den annen side er H-Cl-, H-Br- eller HI-bindingene svakere og har en tendens til å dissosiere fullstendig i vann, til det punktet å bryte balansen som er hevet ovenfor.

Dette er fordi de andre halogenene eller kalkogenene (for eksempel svovel) har større atomradier og derfor større orbitaler. Følgelig utviser HX-bindingen dårligere omløp i omløp ettersom X er større, noe som igjen påvirker syrekraften når den er i kontakt med vann.

Dermed er den synkende grad av surhet for hydroksyrene i halogenene følgende: HF <HCl

nomenklatur

Vannfri form

Hvordan heter hydracider? I sine vannfrie former, HX (g), må de nevnes som diktert for hydrogenhalogenider: ved å legge til suffikset –uro på slutten av navnene.

For eksempel, HI (g) består av et halogenid (eller hydrid) som dannes av hydrogen og jod, og derfor dens navn er: hydrogen jodid . Siden ikke-metaller generelt er mer elektronegative enn hydrogen, har det et oksidasjonsnummer på +1. I NaH har derimot hydrogen et oksidasjonsnummer på -1.

Dette er en annen indirekte måte å differensiere molekylære hydrider fra halogener eller hydrogenhalogenider fra andre forbindelser.

Når HX (g) kommer i kontakt med vann, representeres det som HX (ac), og hydracidet oppnås deretter.

I vandig løsning

For å benevne det hydracide, HX (ac), må suffikset –uro av dets vannfrie former erstattes med suffikset –hydratisk. Og de bør nevnes som syrer i utgangspunktet. Således, for eksempelet ovenfor, HI (aq) er navngitt som: yod syre vann .

Hvordan blir de dannet?

Direkte oppløsning av hydrogenhalogenider

Hydracider kan dannes ved ganske enkelt å oppløse de tilsvarende hydrogenhalogenidene i vann. Dette kan representeres av følgende kjemiske ligning:

HX (g) => HX (ac)

HX (g) er veldig løselig i vann, så det er ingen løselighetsbalanse, i motsetning til dets ioniske dissosiasjon for å frigjøre sure protoner.

Imidlertid er det en syntetisk metode som er å foretrekke fordi den bruker salter eller mineraler som råstoff, og løser dem opp ved lave temperaturer med sterke syrer.

Oppløsning av salter av ikke-metaller med syrer

Hvis bordsalt, NaCl, blir oppløst med konsentrert svovelsyre, oppstår følgende reaksjon:

NaCl (s) + H ₂ SO ₄ (aq) => HCI (aq) + NaHSO ₄ (aq)

Svovelsyre donerer en av sine sure protoner til Cl ^- kloridanionen , og omdanner den til saltsyre. Hydrogenklorid, HCl (g), kan rømme fra denne blandingen fordi den er veldig flyktig, spesielt hvis konsentrasjonen i vann er veldig høy. Det andre saltet som produseres er natriumsyresulfat, NaHSO ₄ .

En annen måte å produsere den på er å erstatte svovelsyre med konsentrert fosforsyre:

NaCl (s) + H ₃ PO ₄ (aq) => HCI (aq) + NaH ₂ PO ₄ (aq)

H ₃ PO ₄ reagerer på samme måte som H- ₂ SO ₄ , som produserer saltsyre og natriumfosfat disyre. NaCl er kilden til Cl ^- anionen , slik at for å syntetisere de andre hydracider, salter eller mineraler som inneholder F ^- , Br ^- , I ^- , S ^2- , etc., er det nødvendig .

Men bruken av H ₂ SO ₄ eller H ₃ PO ₄ vil avhenge av dens oksidasjonsstyrke. H ₂ SO ₄ er et veldig sterkt oksidasjonsmiddel, til det punktet at det oksiderer selv Br ^- og I ^- til deres Br ₂ og I ₂ molekylære former ; den første er en rødlig væske, og den andre en lilla, fast stoff. Derfor, H ₃ PO ₄ representerer det foretrukne alternativ i slike synteser.

applikasjoner

Rengjøringsmidler og løsemidler

Hydracider brukes i hovedsak for å løse opp forskjellige typer materie. Dette er fordi de er sterke syrer, og kan rengjøre enhver overflate med måte.

De sure protonene tilsettes forbindelsene med urenheter eller smuss, noe som gjør dem oppløselige i det vandige mediet og blir deretter ført bort av vannet.

Avhengig av den kjemiske beskaffenheten til overflaten, kan en eller annen hydracid brukes. For eksempel kan ikke flussyre brukes til å rengjøre glass, da det vil oppløse det på stedet. Saltsyre brukes til å fjerne flekker fra svømmefliser.

De er også i stand til å løse opp bergarter eller faste prøver, og deretter brukt til analytiske eller produksjonsformål på små eller store skalaer. Ved ionebytterkromatografi brukes fortynnet saltsyre for å rense kolonnen med gjenværende ioner.

Syrekatalysatorer

Noen reaksjoner krever høye sure oppløsninger for å øke hastigheten på dem og redusere tiden de finner sted. Det er her hydracids kommer inn.

Et eksempel på dette er bruken av hydrojodsyre i syntesen av iseddik. Oljebransjen trenger også hydracider i raffinaderiprosesser.

Reagenser for syntese av organiske og uorganiske forbindelser

Hydracider gir ikke bare sure protoner, men også deres respektive anioner. Disse anionene kan reagere med en organisk eller uorganisk forbindelse for å danne et spesifikt halogenid. På denne måten kan de syntetiseres: fluorider, klorider, jodider, bromider, selenider, sulfider og andre forbindelser.

Disse halogenene kan ha veldig forskjellige bruksområder. For eksempel kan de brukes til å syntetisere polymerer, så som Teflon; eller mellomledd, hvorfra halogenatomer vil bli inkorporert i molekylstrukturen til visse medikamenter.

Anta molekylet CH _3- CH _2- OH, etanol, reagerer med HCl for dannelse av etylklorid:

CH ₃ CH _2- OH + HCl => CH _3- CH _2- Cl + H ₂ O

Hver av disse reaksjonene skjuler en mekanisme og mange aspekter som blir vurdert i organiske synteser.

eksempler

Det er ikke mange eksempler tilgjengelig for hydracider, siden antallet mulige forbindelser er naturlig begrenset. Av denne grunn er noen ekstra hydracider med deres respektive nomenklatur oppført nedenfor (forkortelsen (ac) blir ignorert):

HF, flussyre

Binært hydracid hvis HF-molekyler danner sterke hydrogenbindinger, til det punktet at det i vann er en svak syre.

H

I motsetning til hydracider som er vurdert til da, er det polyatomisk, det vil si at det har mer enn to atomer, men det fortsetter å være binært siden det er to elementer: svovel og hydrogen.

Dets kantete MSM-molekyler danner ikke nevneverdige hydrogenbindinger og kan oppdages ved deres karakteristiske råtne eggelukt.

HC1, saltsyre

En av de mest kjente syrene i populærkulturen. Det er til og med en del av sammensetningen av magesaft, til stede i magen, og sammen med fordøyelsesenzymer nedbryter de maten.

HBr, hydrobromsyre

Som hydrojodsyre består den i gassfasen av lineære H-Br-molekyler, som dissosieres i H ⁺ (H ₃ O ⁺ ) og Br ^- ioner når de kommer i vann.

H

Selv om tellur har en viss metallisk karakter, avgir det hydracid ubehagelige og meget giftige damper, for eksempel hydrogenselenid.

I likhet med de andre hydracider av kalkogenider (fra gruppe 16 i periodiske tabeller), produserer den i løsning løsningen anion Te ^2- , så dens valens er -2.

referanser

1. Clark J. (22. april 2017). Hydrogenhalogeniders surhet. Gjenopprettet fra: chem.libretexts.org
2. Lumen: Introduksjon til kjemi. Binære syrer. Hentet fra: kurs.lumenlearning.com
3. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (22. juni 2018). Definisjon av binær syre. Gjenopprettet fra: thoughtco.com
4. Mr. Scott. Chemical Formula Writing & Nomenclature. . Gjenopprettet fra: celinaschools.org
5. Madhusha. (9. februar 2018). Skille mellom binære syrer og oksysyrer. Gjenopprettet fra: pediaa.com
6. Wikipedia. (2018). Hydracid acid. Gjenopprettet fra: es.wikipedia.org
7. Natalie Andrews. (24. april 2017). Bruken av hydriodic acid. Gjenopprettet fra: sciencing.com
8. StudiousGuy. (2018). Hydrofluoric Acid: Viktig bruk og applikasjoner. Gjenopprettet fra: studiousguy.com