Značilnosti in primeri

The kisline So spojine z visokimi trendi donacije protonov ali sprejemanja nekaj elektronov. Obstaja veliko definicij (Bronsted, Arrhenius, Lewis), ki označujejo lastnosti kislin, in vsaka od njih dopolnjuje za gradnjo globalne podobe te vrste spojine.

Iz prejšnje perspektive so lahko vse znane snovi kisle, vendar pa samo tiste, ki izstopajo precej nad drugimi. Z drugimi besedami: če je snov izjemno šibek darovalec protonov, na primer v primerjavi z vodo, lahko rečemo, da ni kislina.

Ocetna kislina, šibka kislina, daruje proton (vodikov ion, poudarjen v zeleni barvi) v vodo v reakciji ravnotežja, da se da acetatni ion in hidronijev ion. Rdeča: kisik. Črna: ogljik. Bela: vodik.

Tako so točno kisline in njihovi naravni viri? Tipičen primer njih je mogoče najti v številnih sadju: kot citrusi. Limonade imajo svoj značilen okus zaradi citronske kisline in drugih komponent.

Jezik lahko zazna prisotnost kislin, kot tudi pri drugih okusih. Glede na stopnjo kislosti teh spojin postane okus bolj nevzdržen. Na ta način jezik deluje kot organoleptični meter koncentracije kislin, zlasti koncentracije hidronijevega iona (H₃Tudi⁺).

Po drugi strani kisline ne najdemo samo v hrani, ampak tudi v živih organizmih. Prav tako imajo tla snovi, ki jih lahko označijo kot kisline; Takšen je primer aluminija in drugih kovinskih kationov.

[TOC]

Kislinske značilnosti

Katere značilnosti bi morala imeti spojina po obstoječih definicijah, ki jih je treba obravnavati kot kislino?

Mora biti sposoben ustvariti ione h⁺ in oh^- Ko se raztapljate v vodi (Arrenius), morate protone donirati drugim vrstam zelo enostavno (BRNSTED) ali končno, da mora biti sposoben sprejeti nekaj elektronov, ki negativno polnijo (Lewis).

Vendar so te značilnosti tesno povezane s kemijsko strukturo. Torej, če ga učite analizirati.

- Fizične lastnosti

Kisline imajo okus, vredno odpuščanja, kislina in njegov vonj pogosto gori nosnica.  So tekoči z lepljivo ali mastno teksturo in imajo možnost, da spremenijo barvo poželenega papirja in oranžno iz metila v rdeče (lastnosti kislin in baz, S.F.).

- Sposobnost ustvarjanja protonov

V letu 1923 sta danska kemika Johannes Nicolaus Brønsted in angleški kemik Thomas Martin Lowry predstavila teorijo Brønsteda in Lowry, ki navajata, da je vsaka spojina, ki lahko prenaša proton v katero koli drugo spojino, kislina (Encyclopædia Britannica, 1998). Na primer v primeru klorovodikove kisline:

HCl → H⁺ + Cl^-

Brønsted in Lowryjeva teorija ni pojasnila kislinskega obnašanja nekaterih snovi. Leta 1923 ameriški kemik Gilbert N. Lewis predstavi svojo teorijo, v kateri kislina velja za vsako spojino, ki se v kemični reakciji lahko pridruži nekaj elektronov, ki jih ne delijo v drugi molekuli (Encyclopædia Britannica, 1998).

Na ta način ioni, kot je Cu²⁺, vera²⁺ in vera³⁺ Imajo možnost, da se pridružijo parom prostih elektronov, na primer vode za proizvodnjo protonov na način:

Vam lahko služi: Chrome (CR)

 Cu²⁺ + 2H₂O → cu (OH)₂ + 2H⁺

- Imajo slabe vodike v elektronski gostoti

Za molekulo metana, CHO₄, Nobeden od njegovih vodikov nima elektronskega pomanjkanja. To je zato, ker je razlika v elektronegativnosti med ogljikom in vodikom zelo majhna. Če pa je bil zamenjan enega od atomov H za enega od fluorida, bi prišlo do izjemne spremembe v dipolnem trenutku: H₂Fc-H.

H Doživite premik vašega elektronskega oblaka na sosednji atom, povezan z F, ki je enak, Δ+ se poveča. Spet, če drugega H nadomesti z drugim F, potem bi bila molekula: HF₂C-H.

Zdaj je Δ+ še večji, saj obstajata dva atoma zelo elektronegativnega F, ki odšteje elektronsko gostoto C, slednji pa posledično na H. Če bi se postopek zamenjave končno nadaljeval: F₃C-H.

V tej zadnji molekuli H Predstavlja se kot posledica treh atomov sosedov, označeno elektronsko pomanjkanje. Ta Δ+ ne ostane neopažena nobena vrsta, ki je dovolj bogata z elektroni, da bi to odstranila H In na ta način f₃CH je negativno zaračunan:

F₃C-H + : N^- (negativne vrste) => f₃C:^- + HN

Na ta način je mogoče obravnavati tudi prejšnjo kemijsko enačbo: F₃Ch podari proton (h⁺, on H enkrat odmaknjen od molekule) do: n; ali, f₃Ch osvoji nekaj elektronov H Ko je zadnja od: N podarjena slednjim^-.

- Moč ali konstanta kislosti

Koliko f₃C:^- je prisoten v rešitvi? Ali, koliko m molekul₃Ch lahko daje kisli vodik v n? Za odgovor na ta vprašanja je treba določiti koncentracijo F₃C:^- ali od HN in z matematično enačbo vzpostavijo numerično vrednost, imenovano kislost konstanta, KA.

Več molekul F₃C:^- ali se pojavi, več kislin bo f₃Ch in večji njegov ka. Na ta način KA pomaga razjasniti, količinsko, katere spojine so več kislin kot druge; In tudi zavrzite tiste, katerih KA je majhnega skrajnega reda.

Nekateri KA imajo lahko vrednosti, ki so okoli 10^-1 in 10^-5, In druge, milijonske manjše vrednosti, kot so 10^-petnajst in 10^-35. Takrat lahko rečemo, da so zadnje, ki imajo te konstante kislosti, izjemno šibke kisline in jih je mogoče zavreči kot take.

Torej, katera od naslednjih molekul ima največjega Ka: ch₄, Pogl₃F, pogl₂F₂ ali chf₃? Odgovor je v pomanjkanju elektronske gostote, Δ+, v njihovih vodikih.

Meritve

Toda kakšna so merila za standardizacijo meritev KA? Njegova vrednost se lahko močno giblje, odvisno od tega, katere vrste bo prejel H⁺. Na primer, če je: n močna osnova, bo KA odličen; Če pa je nasprotno, bo zelo šibka podlaga, Ka bo majhen.

KA meritve se izvajajo z najpogostejšimi in šibkimi od vseh baz (in kislin): voda. Odvisno od stopnje donacije H⁺ Na molekule H₂Ali pri 25 ° C in pri tlaku atmosfere se vzpostavijo standardni pogoji za določitev kislosti konstant za vse spojine.

Vam lahko služi: toluen: struktura, lastnosti, uporabe, pridobivanje

Od tu repertoar kislosti konstant za številne spojine, tako anorganske kot organske.

- Ima zelo stabilne konjugirane baze

Kisline imajo v svojih kemijskih strukturah zelo elektronegativne ali enote (aromatični obroči), ki privabljajo elektronske gostote okoliških vodikov, kar povzroča delno pozitivno in reagent na bazo pred bazo.

Ko dajejo protone, kislina postane konjugirana baza; to pomeni negativna vrsta, ki lahko sprejme h⁺ ali podarite nekaj elektronov. V primeru molekule CF₃H tvoja konjugirana osnova je prim₃^-:

Prim₃^- + Hn chf₃ + : N^-

Da cf₃^- To je zelo stabilna konjugacijska baza, ravnotežje bo razseljeno dlje levo kot za desno. Poleg tega je bolj stabilen, bolj reaktiven in kislin.

Kako vedeti, kako stabilni so? Vse je odvisno od tega, kako se spopadajo z novo negativno obremenitvijo. Če lahko učinkovito prenašajo ali širijo naraščajočo elektronsko gostoto, ne bo na voljo za uporabo pri tvorbi vezave z h bazo.

- Imajo lahko pozitivne stroške

Niso vse kisline vodike z elektronskim pomanjkanjem, lahko pa imajo tudi druge atome, ki lahko sprejemajo elektrone, s pozitivno obremenitvijo ali brez njih.

Kako je to? Na primer, v boro trifluoridu, bf₃, Atomu B nima okteta v Valenciji, tako da lahko tvori povezavo s katerim koli atomom, ki mu daje nekaj elektronov. Če anion f^- Okrog v svoji bližini se pojavi naslednja kemična reakcija:

Bf₃ + F^- => Bf₄^-

Po drugi strani pa brezplačne kovinske katione, kot je Al³⁺, Zn²⁺, Na⁺, itd., Veljajo za kisline, saj lahko njihovo okolje sprejme dativne (koordinacijske) vezi bogatih elektronov. Reagirajo tudi z OH ioni^- Da se obori kot kovinski hidroksidi:

Zn²⁺(AC) + 2OH^-(AC) => Zn (OH)₂(S)

Vse to so znane kot Lewisove kisline, medtem ko so tisti, ki darovajo protone.

- Njihove rešitve imajo pH vrednosti manj kot 7

Slika: PH lestvica.

Natančneje, kislina pri raztapljanju v katerem koli topilu (ki ga nevtralizira znatno nevtralizira), ustvari raztopine s pH manj kot 3, čeprav se upoštevajo pod 7 zelo šibkimi kislinami.

To je mogoče preveriti z uporabo indikatorja za kislinsko bazo, kot so fenolftalein, univerzalni indikator ali sok Kolorada. Tiste spojine, ki obiščejo tiste, ki so navedene za nizek pH, so kisle. To je eden najpreprostejših testov za določitev njihove prisotnosti.

Enako je mogoče storiti, na primer za različne vzorce tal iz različnih delov sveta in tako določimo njegove pH vrednosti, da jih skupaj z drugimi spremenljivkami označimo.

Lahko vam služi: zakon Ritchter-Wenzel: kaj je, zgodbe, izjave, primeri

In končno, vse kisline imajo dogovorjene okuse, če niso tako koncentrirane do nepovratno gorečih tkiv.

- Sposobnost nevtralizacije baz

Arrenius v svoji teoriji predlaga, da kisline, da bi lahko ustvarile protone, reagirajo s hidroksili baz, da na poti tvorijo sol in vodo:

HCl + NaOH → NACl + H₂Tudi.

Ta reakcija se imenuje nevtralizacija in je osnova analitične tehnike, imenovane titracija (Bruce Mahan, 1990).

Močne kisline in šibke kisline

Kisline so razvrščene v močne kisline in šibke kisline. Moč kisline je povezana z njegovo ravnotežno konstanto, zato so te konstante imenovane kakice za kislino.

Tako imajo močne kisline veliko kislost konstante, zato se v celoti ločijo. Primeri teh kislin so žveplova kislina, klorovodikova kislina in dušikova kislina, katerih konstante kislosti so tako velike, da jih ni mogoče izmeriti v vodi.

Po drugi strani je šibka kislina tista, katere konstanta disociacije je nizka, zato je v kemičnem ravnovesju. Primeri teh kislin so ocetna kislina in mlečna kislina in dušika^-4. Slika 1 prikazuje različne konstante kislosti za različne kisline.

Slika 1: Konstante disociacije kisline.

Primeri kislin

Halidi vodika

Vsi vodikovi halogenidi so kisle spojine, še posebej, če se raztopijo v vodi:

-HF (fluorhorična kislina).

-HCl (klorovodikova kislina).

-HBR (bromhidrična kislina).

-Živjo (jodijeva kislina).

Oksocidi

Oksoacidi so protonirane oblike oksoanov:

Hno₃ (dušikova kislina).

H₂SW₄ (žveplova kislina).

H₃Po₄ (fosforna kislina).

Hclo₄ (perklorna kislina).

Super kisline

Super kisline so mešanica Brnsted kisline in močne Lewisove kisline. Ko so mešani, tvorijo zapletene strukture, kjer po nekaterih študijah h⁺ "Brinca" v njih.

Njegova korozivna moč je takšna, da je več milijard krat močnejših od H₂SW₄ koncentrirano. Uporabljajo se za razbijanje velikih molekul, ki so prisotne v surovi nafti, v manjših, razvejanih molekulah in z veliko ekonomsko dodano vrednostjo.

-Bf₃/Hf

-SBF₅/Hf

-SBF₅/HSO₃F

-Prim₃SW₃H

Organske kisline

Za organske kisline je značilno, da ima ena ali več karboksilnih skupin (COOH), med njimi pa so:

-Citronska kislina (prisotna v številnih sadju)

-Zlobna kislina (zelena jabolka)

-Ocetna kislina (komercialni kis)

-Manska kislina (rancidnega masla)

-Tartarska kislina (vina)

-In družina maščobnih kislin.

Reference

1. Torrens H. Trde in mehke kisline in baze. [PDF]. Vzet od: depa.Fquim.Ne.mx
2. Čelada, Anne Marie, ph.D. (3. maj 2018). Imena 10 skupnih kislin. Okreval od: Thoughtco.com
3. ChemPages norials. Kisline in baze: molekularna struktura in vedenje. Vzet od: kem.WISC.Edu
4. Deziel, Chris. (27. april 2018). Splošne značilnosti kislin in baz. Znanstvenik. Okrevano od: Znanstvenik.com
5. Pittsburgh Supercomputing Center (PSC). (25. oktober 2000).  Pridobljeno iz: PSC.Edu.