proprietățile acizilor slabi. Acizi. Tipuri de acizi. Proprietățile chimice de bază ale acizilor. Clasificare. Natura disocierii în soluție. Proprietățile fizice ale acizilor

1. Mulți acizi se dizolvă în apă, dându-i un gust acru. Pentru a afla prezența acidului în soluție, se folosesc indicatori: turnesol și metil portocaliu devin roșii.
2. Acizii puternici reacţionează cu alcalii. Are loc o reacție de neutralizare, datorită faptului că mediul acid al acidului, precum și mediul alcalin al alcalin, formează împreună un mediu neutru al apei. Ecuația ionică prescurtată pentru reacția de neutralizare are forma generală: H + + OH - → H2O
3. Ele interacționează cu baze și oxizi bazici și amfoteri pentru a forma săruri și apă. Aceste reacții se duc întotdeauna la final datorită formării unui electrolit. Ele dizolvă mulți oxizi și baze insolubile.
4. Interacțiunea acizilor cu sărurile este posibilă, cu condiția să se formeze substanțe slab solubile sau gazoase.

Interacțiunea acizilor cu metalele:

Clasificarea acizilor:

În funcție de compoziția reziduului acid, acizii sunt împărțiți în:

1. conţinând oxigen sunt hidroxizi. Ei aparțin acestui grup, deoarece conțin o grupă OH în compoziția lor. Acestea includ acizi:
   • sulfuric - H2S04;
   • sulfuros - H2S03;
   • azot - HNO3;
   • fosforic - H3PO4;
   • cărbune - H2CO3;
   • siliciu - H2SiO3.
2. anoxic- Nu contin oxigen. Acestea includ acizi:
   • HF fluorhidric;
   • HCI clorhidric sau clorhidric;
   • HBr bromhidric;
   • HI iodhidric;
   • hidrogen sulfurat H2S.

După numărul de atomi de hidrogen din compoziție:

1. monobazic (HNO3,HF etc.),
2. dibazic (H2SO4, H2CO3 etc.),
3. tribazic (H3PO4).

Mai mult de o generație de chimiști s-au certat despre care acid este cel mai puternic. În momente diferite, acest titlu a primit acid azotic, sulfuric, clorhidric. Unii credeau că compusul nu poate fi mai puternic decât acidul fluorhidric. ÎN În ultima vreme s-au obținut noi compuși cu proprietăți acide puternice. Poate că printre ele există cel mai puternic acid din lume? Acest articol trece în revistă caracteristicile celor mai puternici acizi persistenti ai timpului nostru și prezintă pe scurt caracteristicile lor chimice.

Conceptul de acid

Chimia este o știință cantitativă exactă. Iar titlul „Cel mai puternic acid” ar trebui atribuit în mod rezonabil uneia sau alteia substanțe. Care poate fi principalul indicator care caracterizează puterea oricărei conexiuni?

În primul rând, să ne amintim definiția clasică a unui acid. Practic, acest cuvânt este folosit pentru compuși chimici complecși care constau din hidrogen și un reziduu acid. Numărul de atomi de hidrogen din compus depinde de valența reziduului acid. De exemplu, într-o moleculă de acid clorhidric există un singur atom de hidrogen; iar acidul sulfuric deține deja doi atomi de H +.

Proprietăți acide

Toți acizii au unele proprietăți chimice care pot fi numiți comune această clasă compuși chimici.

În toate proprietățile de mai sus, se manifestă o altă „deprindere” a oricărui acid cunoscut - aceasta este capacitatea de a dona un atom de hidrogen, înlocuindu-l cu un atom al unei alte substanțe chimice sau o moleculă a oricărui compus. Această abilitate este cea care caracterizează „tăria” acidului și gradul de interacțiune cu alte elemente chimice.

Apă și acid

Prezența apei reduce semnificativ capacitatea unui acid de a dona atomi de hidrogen. Acest lucru se datorează faptului că hidrogenul este capabil să formeze propriile legături chimice între moleculele de acid și apă, astfel capacitatea sa de a se separa de bază este mai mică decât cea a acizilor nediluați.

Superacid

Cuvântul „superacid” a fost introdus în dicționarul chimic în 1927, cu mâna ușoară a celebrului chimist James Conant.

Standardul cetății acestui component chimic este acid sulfuric concentrat. O substanță chimică sau orice amestec care depășește aciditatea acidului sulfuric concentrat se numește superacid. Valoarea unui superacid este determinată de capacitatea sa de a conferi o sarcină electrică pozitivă oricărei baze. Indicatorul corespunzător H2SO4 a fost luat ca parametru de bază pentru determinarea acidității. Printre acizii tari, există substanțe cu destul nume neobișnuite si proprietati.

Acizi tari cunoscuți

Cei mai cunoscuți acizi din cursul chimiei anorganice sunt acizii iodhidric (HI), bromhidric (HBr), clorhidric (HCl), sulfuric (H2SO4) și azotic (HNO3). Toate au un indice de aciditate ridicat și sunt capabile să reacționeze cu majoritatea metalelor și bazelor. În această serie, cel mai puternic acid este un amestec de acid azotic și clorhidric, numit „vodcă regală”. Formula celui mai puternic acid din această serie este HNO 3 + 3 HCl. Acest compus este capabil să dizolve chiar și metale prețioase, cum ar fi aurul și platina.

În mod ciudat, acidul fluorhidric, care este un compus de hidrogen cu cel mai puternic halogen - fluor, nu a intrat în concurenții la titlul de „Cel mai puternic acid din chimie”. Singura caracteristică a acestei substanțe este capacitatea de a dizolva sticla. Prin urmare, un astfel de acid este depozitat în recipiente din polietilenă.

Acizi organici puternici

Candidații la titlul „Cel mai puternic acid din chimia organică” sunt acizii formic și acetici. Acidul formic este cel mai puternic din seria omoloagă de acizi saturați. Și-a primit numele datorită faptului că o parte din el este conținută în secrețiile furnicilor.

Acidul acetic este puțin mai slab decât acidul formic, dar spectrul său de distribuție este mult mai larg. Se găsește adesea în sucurile de plante și se formează în timpul oxidării diferitelor substanțe organice.

Evoluțiile recente din domeniul chimiei au făcut posibilă sinteza unei noi substanțe care poate concura cu cele tradiționale materie organică. Acidul trifluormetansulfonic are un indice de aciditate mai mare decât cel al acidului sulfuric. În același timp, CF3SO3H este un lichid higroscopic stabil cu proprietăți fizico-chimice stabilite în condiții normale. Până în prezent, titlul „Cel mai puternic acid organic” poate fi atribuit acestui compus.

Mulți pot crede că gradul de aciditate nu poate fi mult mai mare decât cel al acidului sulfuric. Dar recent, oamenii de știință au sintetizat o serie de substanțe ai căror parametri de aciditate sunt de câteva mii de ori mai mari decât cei ai acidului sulfuric. Valori anormal de ridicate ale acidității au compuși obținuți prin interacțiunea acizilor protici cu acizii Lewis. ÎN lumea științifică se numesc: acizi protici complecşi.

Acid magic

Da. Totul este corect. Acid magic. Așa se numește. Acidul magic este un amestec de acid fluorhidric sau acid fluorosulfonic cu pentaflorida de antimoniu. Formula chimica această conexiune este prezentată în figură:

Acest nume ciudat a fost dat acidului magic la o petrecere de Crăciun a chimiștilor care a avut loc la începutul anilor 1960. Unul dintre membrii grupului de cercetare al lui J. Olaha a arătat un truc amuzant prin dizolvarea unei lumânări de ceară în acest lichid uimitor. Acesta este unul dintre cei mai puternici acizi ai noii generații, dar deja a fost sintetizată o substanță care o va depăși ca putere și aciditate.

Cel mai puternic acid din lume

Acid carboranic - carbora acid nou, care este de departe cel mai puternic compus din lume. Formula celui mai puternic acid arată astfel: H (CHB11Cl11).

Acest monstru a fost creat în 2005 la Universitatea din California, în strânsă cooperare cu Institutul de cataliză din Novosibirsk al filialei siberiei a Academiei Ruse de Științe.

Însăși ideea de sinteză a apărut în mintea oamenilor de știință împreună cu visul unor molecule și atomi noi, nevăzute până acum. Noul acid este de un milion de ori mai puternic decât acidul sulfuric, dar este complet non-coroziv, iar cel mai puternic acid poate fi depozitat cu ușurință într-o sticlă de sticlă. Adevărat, în timp, sticla încă se dizolvă și, odată cu creșterea temperaturii, viteza unei astfel de reacții crește semnificativ.

Această moliciune uimitoare se datorează stabilității ridicate a noului compus. Ca toți ceilalți substanțe chimice legat de acizi, acidul carboran reactioneaza usor donand singurul sau proton. În acest caz, baza acidului este atât de stabilă încât reacția chimică nu continuă.

Proprietățile chimice ale acidului carboran

Noul acid este un excelent donor de protoni H+. Acesta este ceea ce determină puterea acestei substanțe. Soluția de acid carboranic conține mai mulți ioni de hidrogen decât orice alt acid din lume. Într-o reacție chimică, SbF 5 este pentafluorura de antimoniu, se leagă de ionul de fluor. Acest lucru eliberează din ce în ce mai mulți atomi de hidrogen. Prin urmare, acidul carboran este cel mai puternic din lume - o suspensie de protoni în soluția sa este de 2 × 10 19 ori mai mare decât cea a acidului sulfuric.

Cu toate acestea, baza acidă a acestui compus este remarcabil de stabilă. Molecula acestei substanțe este formată din unsprezece atomi de brom și același număr de atomi de clor. În spațiu, aceste particule formează o figură complexă, geometrică regulată, care se numește icosaedru. Acest aranjament de atomi este cel mai stabil și aceasta explică stabilitatea acidului carboran.

Semnificația acidului carboran

Cel mai puternic acid din lume a adus creatorilor săi premii și recunoaștere binemeritate în lumea științifică. Deși toate proprietățile noii substanțe nu au fost pe deplin înțelese, devine deja clar că semnificația acestei descoperiri depășește laboratoarele și institutele de cercetare. Acidul carboranic poate fi utilizat ca catalizator puternic în diferite reacții industriale. În plus, noul acid poate interacționa cu cele mai încăpățânate substanțe chimice - gazele inerte. În prezent, se lucrează pentru a permite posibilitatea reacției xenonului.

Fără îndoială, proprietățile uimitoare ale noilor acizi își vor găsi aplicarea în cele mai diverse domenii ale științei și tehnologiei.

Baze (hidroxizi) – substanțe complexe, ale căror molecule în compoziția lor au una sau mai multe grupări OH hidroxil. Cel mai adesea, bazele constau dintr-un atom de metal și o grupare OH. De exemplu, NaOH este hidroxid de sodiu, Ca (OH) 2 este hidroxid de calciu etc.

Există o bază - hidroxid de amoniu, în care gruparea hidroxi este atașată nu de metal, ci de ionul NH 4 + (cation de amoniu). Hidroxidul de amoniu se formează prin dizolvarea amoniacului în apă (reacții de adăugare a apei la amoniac):

NH3 + H2O = NH4OH (hidroxid de amoniu).

Valența grupării hidroxil este 1. Numărul de grupări hidroxil din molecula de bază depinde de valența metalului și este egal cu aceasta. De exemplu, NaOH, LiOH, Al (OH) 3, Ca (OH) 2, Fe (OH) 3 etc.

Toate motivele - solide care au culori diferite. Unele baze sunt foarte solubile în apă (NaOH, KOH etc.). Cu toate acestea, majoritatea nu se dizolvă în apă.

Bazele solubile în apă se numesc alcaline. Soluțiile alcaline sunt „săpunoase”, alunecoase la atingere și destul de caustice. Alcalii includ hidroxizi ai metalelor alcaline și alcalino-pământoase (KOH, LiOH, RbOH, NaOH, CsOH, Ca(OH)2, Sr(OH)2, Ba(OH)2 etc.). Restul sunt insolubile.

Baze insolubile- aceștia sunt hidroxizi amfoteri, care, atunci când interacționează cu acizii, acționează ca baze și se comportă ca acizii cu alcalii.

Diferitele baze diferă în capacitatea lor de a despărți grupările hidroxi, așa că sunt împărțite în baze puternice și slabe în funcție de caracteristică.

Bazele puternice donează cu ușurință grupările lor hidroxil în soluții apoase, dar bazele slabe nu.

Proprietățile chimice ale bazelor

Proprietățile chimice ale bazelor se caracterizează prin relația lor cu acizi, anhidride acide și săruri.

1. Acționați asupra indicatorilor. Indicatorii își schimbă culoarea în funcție de interacțiunea cu diferite substanțe chimice. În soluții neutre - au o culoare, în soluții acide - alta. Atunci când interacționează cu bazele, acestea își schimbă culoarea: indicatorul de metil portocaliu devine galben, indicatorul de turnesol devine galben. culoarea albastra, iar fenolftaleina devine fucsia.

2. Reacționează cu oxizii acizi formarea de sare si apa:

2NaOH + SiO2 → Na2SiO3 + H2O.

3. Reacționează cu acizii, formând sare și apă. Reacția interacțiunii unei baze cu un acid se numește reacție de neutralizare, deoarece după terminarea ei mediul devine neutru:

2KOH + H2SO4 → K2SO4 + 2H2O.

4. Reacționează cu sărurile formând o sare și o bază nouă:

2NaOH + CuSO4 → Cu(OH)2 + Na2SO4.

5. Capabil să se descompună în apă și oxid bazic atunci când este încălzit:

Cu (OH) 2 \u003d CuO + H 2O.

Aveti vreo intrebare? Vrei să afli mai multe despre fundații?
Pentru a obține ajutorul unui tutore - înregistrați-vă.
Prima lecție este gratuită!

site, cu copierea integrală sau parțială a materialului, este necesară un link către sursă.

Constanta de hidroliză este egală cu raportul dintre produsul concentrațiilor
produse de hidroliză la concentrația de sare nehidrolizată.

Exemplul 1 Calculați gradul de hidroliză al NH 4 Cl.

Soluţie: Din tabel găsim Kd (NH 4 OH) \u003d 1,8 ∙ 10 -3, de aici

Kγ \u003d Kv / Kd k \u003d \u003d 10 -14 / 1,8 10 -3 \u003d 5,56 10 -10.

Exemplul 2 Calculați gradul de hidroliză al ZnCl 2 într-o etapă într-o soluție 0,5 M.

Soluţie: Ecuația ionică hidroliza Zn 2 + H 2 O ZnOH + + H +

Kd ZnOH +1=1,5∙10-9; hγ=√(Kv/ [Kd bazic ∙Cm]) = 10 -14 /1,5∙10 -9 ∙0,5=0,36∙10 -2 (0,36%).

Exemplul 3 Alcătuiți ecuații ionico-moleculare și moleculare de hidroliză a sărurilor: a) KCN; b) Na2C03; c) ZnS04. Determinați reacția soluțiilor medii ale acestor săruri.

Soluţie: a) Cianură de potasiu KCN este o sare a unui acid monobazic slab (vezi Tabelul I din Anexă) HCN și o bază tare KOH. Când sunt dizolvate în apă, moleculele KCN se disociază complet în cationi K + și CN - anioni. Cationii K + nu pot lega ionii OH - apă, deoarece KOH este un electrolit puternic. Anionii, pe de altă parte, CN - leagă ionii H + ai apei, formând molecule ale unui electrolit slab HCN. Sarea se hidrolizează la anion. Ecuația hidrolizei ionico-moleculare

CN - + H2O HCN + OH -

sau sub formă moleculară

KCN + H20HCN + KOH

Ca urmare a hidrolizei, în soluție apare un anumit exces de ioni OH -; prin urmare, soluția de KCN are o reacție alcalină (pH > 7).

b) Carbonatul de sodiu Na 2 CO 3 este o sare a unui acid polibazic slab și a unei baze puternice. În acest caz, anionii sării CO 3 2-, care leagă ionii de hidrogen ai apei, formează anioni ai sării acide a HCO - 3, și nu molecule de H 2 CO 3, deoarece ionii HCO - 3 se disociază mult mai greu decât Molecule de H2CO3. În condiții normale, hidroliza are loc în prima etapă. Sarea se hidrolizează la anion. Ecuația hidrolizei ionico-moleculare

CO2-3 + H2O HCO - 3 + OH -

sau sub formă moleculară

Na2C03 + H20 NaHC03 + NaOH

În soluție apare un exces de ioni OH -, astfel încât soluția de Na 2 CO 3 are o reacție alcalină (pH> 7).

c) Sulfat de zinc ZnSO 4 - o sare a unei baze poliacide slabe Zn (OH) 2 si a unui acid tare H 2 SO 4. În acest caz, cationii Zn + leagă ionii de hidroxid ai apei, formând cationi ai sării bazice ZnOH + . Formarea moleculelor de Zn(OH) 2 nu are loc, deoarece ionii ZnOH + se disociază mult mai greu decât moleculele de Zn(OH) 2. În condiții normale, hidroliza are loc în prima etapă. Sarea este hidrolizată la cation. Ecuația hidrolizei ionico-moleculare

Zn2+ + H2O ZnOH + + H +

sau sub formă moleculară

2ZnSO 4 + 2H 2 O (ZnOH) 2 SO 4 + H 2 SO 4

În soluție apare un exces de ioni de hidrogen, astfel încât soluția de ZnSO 4 are o reacție acidă (pH< 7).

Exemplul 4 Ce produse se formează atunci când soluțiile de A1(NO 3) 3 și K 2 CO 3 sunt amestecate? Faceți o ecuație de reacție ion-moleculară și moleculară.

Soluţie. Sarea A1 (NO 3) 3 este hidrolizată de cation, iar K 2 CO 3 - de către anion:

A13+ + H2O A1OH2+ + H+

CO 2-3 + H2O HSO - s + OH -

Dacă soluțiile acestor săruri sunt în același vas, atunci hidroliza fiecăreia dintre ele este îmbunătățită reciproc, deoarece ionii H + și OH - formează o moleculă electrolit slabă H 2 O. În acest caz, echilibrul hidrolitic se deplasează la dreapta şi hidroliza fiecăreia dintre sărurile luate se duce până la capăt cu formarea A1 (OH) 3 şi CO 2 (H 2 CO 3). Ecuația ionico-moleculară:

2A1 3+ + ZSO 2- 3 + ZN 2 O \u003d 2A1 (OH) 3 + ZSO 2

ecuație moleculară: ZSO 2 + 6KNO 3

2A1 (NO 3) 3 + ZK 2 CO 3 + ZN 2 O \u003d 2A1 (OH) 3

Acizii sunt substanțe chimice care donează ioni de hidrogen sau protoni atunci când sunt amestecați în soluții. Numărul de protoni eliberați de un anumit acid determină de fapt puterea acidului - indiferent dacă este un acid puternic sau un acid slab. Pentru a înțelege puterea acizilor, trebuie să comparăm tendința lor de a dona protoni unei baze similare (în principal apă). Puterea este indicată de numărul pKA.

Ce este un acid puternic?

Se spune că un acid este puternic dacă se disociază sau ionizează complet în soluție. Asta înseamnă că el poate da cel mai mare număr Ioni H + sau protoni atunci când sunt amestecați în soluție. Acești ioni sunt particule încărcate. Deoarece un acid puternic suprimă mai mulți ioni atunci când se descompune sau ionizează, aceasta înseamnă că un acid puternic este un conductor de electricitate.

Când un acid se amestecă în H 2 O, un proton (ion H +) este transferat în H 2 O pentru a forma H3O + (ion hidroxoniu) și un ion a -, de la care începe acidul.

În general,

Astfel de reacții chimice pot fi onorate, dar în câteva cazuri acidul eliberează ionul H+ destul de ușor și reacția pare a fi unidirecțională. Și acidul este complet disociat.

De exemplu, când clorura de hidrogen este dizolvată în H 2 O pentru a face HCl, există atât de puțină reacție inversă încât putem scrie:

Într-o zi va avea loc o reacție 100% virtuală în care clorura de hidrogen va prezenta o reacție cu ionii H3O + (ion hidroxid) și Cl -. Clorura de hidrogen este acidul puternic aici.

Ce este un acid slab?

Se spune că un acid este slab dacă ionizează parțial sau parțial, eliberând doar o parte din atomii săi de hidrogen în soluție. Prin urmare, este mai puțin eficient decât un acid puternic la eliberarea de protoni. Acizii slabi au un pKa mai mare decât acizii tari.

Acidul etanoic este un bun exemplu de acid slab. Prezintă o reacție cu H 2 O pentru a produce H3O + (ioni de hidroxid) și CH 3 COOH (ioni de etanoat), dar reacția inversă arată mai mult succes decât cea directă. Moleculele reacționează destul de ușor pentru a îmbunătăți acidul și H 2 O.

În orice moment, doar aproximativ un procent din moleculele de CH3COOH prezintă conversie în ioni. Tot ce a mai rămas este o moleculă simplă de acid acetic (numit sistematic acid etanoic).

Diferența dintre acidul puternic și acidul slab

1. Definiție

acid puternic

Un acid puternic este un acid în care este complet ionizat soluție apoasă. Un acid puternic pierde întotdeauna un proton (A H + ) când se dizolvă în H 2 O. Cu alte cuvinte, un acid puternic este întotdeauna în vârful picioarelor și destul de eficient în furnizarea de protoni.

Acid slab

Un acid slab este unul care ionizează parțial în soluție. Eliberează doar o cantitate mică de atomi de hidrogen în soluție. Prin urmare, este mai puțin capabil decât un acid puternic.

1. conductivitate electrică

acid puternic

Acizii puternici prezintă întotdeauna o conductivitate puternică. Acizii puternici transportă în general mai mult curent decât acizii slabi la aceeași tensiune și concentrație.

Acid slab

Acizii slabi au conductivitate scăzută. Sunt conductoare slabe și prezintă o valoare scăzută pentru curentul de rulare

1. Reacția rapidă

acid puternic

Viteza de reacție este mai rapidă la acizii tari

Acid slab

Viteza de reacție este mai lentă în acizii slabi

1. Exemple

acid puternic

Acid clorhidric (HCl), Acid azotic (HNO3), Acid percloric (HClO4), Acid sulfuric (H2SO4), Acid hidroxid (HI), Acid bromhidric (HBr), Acid percloric (HClO3).

Diferențele dintre acizii puternici și cei slabi sunt prezentate mai jos: Tabel de comparație