EN sterk syre er en hvilken som helst forbindelse som er i stand til å frigjøre protoner eller hydrogenioner fullstendig og irreversibelt, H+. Å være så reaktiv, er et stort antall arter tvunget til å akseptere disse H+; som vann, hvis blanding blir potensielt farlig med enkel fysisk kontakt.
Syren donerer en proton til vann, som fungerer som en base for å danne hydroniumionen, H3ELLER+. Konsentrasjonen av hydroniumionen i en løsning av en sterk syre er lik konsentrasjonen av syren ([H3ELLER+] = [HAc]).
På det øvre bildet er det en flaske saltsyre, HCl, med en konsentrasjon på 12M. Jo høyere konsentrasjonen av en syre (svak eller sterk), må man være mer forsiktig med å håndtere den; det er derfor flasken viser piktogrammet til en hånd som er skadet av den etsende egenskapen til en dråpe syre som faller på den.
Sterke syrer er stoffer som må håndteres med full bevissthet om mulige effekter; Arbeidet med dem nøye, egenskapene deres kan brukes til flere bruksområder, en av de vanligste er syntese eller oppløsning av prøver..
Artikkelindeks
En sterk syre dissosierer eller ioniserer 100% i vandig løsning, og aksepterer et elektronpar. Dissosiasjonen av en syre kan skisseres med følgende kjemiske ligning:
HAc + HtoO => A- + H3ELLER+
Hvor HAc er den sterke syren, og A- dens konjugerte base.
Ioniseringen av en sterk syre er en prosess som vanligvis er irreversibel; i svake syrer, tvert imot er ionisering reversibel. Ligningen viser at HtoEller det er den som aksepterer protonen; imidlertid kan også alkoholer og andre løsningsmidler.
Denne tendensen til å akseptere protoner varierer fra substans til substans, og dermed er ikke syrefastheten til HAc den samme i alle løsningsmidler..
PH i en sterk syre er veldig lav, og er mellom 0 og 1 pH-enheter. For eksempel har en 0,1 M HCl-oppløsning en pH på 1.
Dette kan demonstreres ved å bruke formelen
pH = - logg [H+]
PH i en 0,1 M HCl-løsning kan beregnes og deretter påføres
pH = -log (0,1)
Oppnå en pH på 1 for 0,1 M HCl-oppløsningen.
Styrken til syrer er relatert til pKa. Hydroniumionet (H3ELLER+) har for eksempel en pKa på -1,74. Generelt har sterke syrer pKa med verdier mer negative enn -1,74, og er derfor surere enn H i seg selv3ELLER+.
PKa uttrykker på en viss måte syrenes tendens til å dissosiere. Jo lavere verdi, jo sterkere og mer aggressiv vil syren være. Av denne grunn er det praktisk å uttrykke den relative styrken til en syre med verdien av dens pKa.
Generelt er sterke syrer klassifisert som etsende. Det er imidlertid unntak fra denne antagelsen.
For eksempel er flussyre en svak syre, men den er svært etsende og i stand til å fordøye glass. På grunn av dette må den håndteres i plastflasker og ved lave temperaturer..
Tvert imot er en syre med stor styrke som karborsuversyre, som til tross for at den er millioner av ganger sterkere enn svovelsyre, ikke etsende.
Når et skifte mot høyre oppstår i en periode av det periodiske systemet, øker negativiteten til elementene som utgjør den konjugerte basen.
Å observere periode 3 i det periodiske systemet viser for eksempel at klor er mer elektronegativ enn svovel, og i sin tur er svovel mer elektronegativ enn fosfor..
Dette er i samsvar med det faktum at saltsyre er sterkere enn svovelsyre, og sistnevnte er sterkere enn fosforsyre..
Ved å øke elektronegativiteten til den konjugerte basen av syren, øker stabiliteten til basen, og derfor avtar dens tendens til å omgruppere seg med hydrogen for å regenerere syren..
Imidlertid må andre faktorer tas i betraktning, siden dette alene ikke er avgjørende.
Styrken til syren avhenger også av radiusen til den konjugerte basen. 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 avtagende rekkefølgen på syrenes styrke:
HI> HBr> HCl> HF
Som konklusjon øker styrken til syren de danner på samme måte når atomradiusen til elementene i den samme gruppen i det periodiske systemet øker..
Dette forklares med svekkelsen av H-Ac-bindingen ved dårlig overlapping av atomorbitalene som er ulik i størrelse..
Styrken til en syre i en serie oksasyrer avhenger av antall oksygenatomer i konjugatbasen..
Molekylene som har høyest antall oksygenatomer utgjør arten med høyest syrestyrke. For eksempel salpetersyre (HNO3) er en sterkere syre enn salpetersyre (HNO)to).
På den annen side perklorsyre (HClO4) er en sterkere syre enn klorsyre (HClO)3). Og til slutt er hypoklorsyre (HClO) den laveste styrke syren i serien.
Sterke syrer kan eksemplifiseres i følgende avtagende rekkefølge av syrestyrke: HI> HBr> HClO4 > HCl> HtoSW4 > CH3C3H2S04H (toluensulfonsyre)> HNO3.
Alle av dem, og de andre som har blitt nevnt så langt, er eksempler på sterke syrer..
HI er sterkere enn HBr fordi H-I-bindingen brytes lettere da den er svakere. HBr overgår HClO i surhet4 fordi, til tross for den store stabiliteten til anionen ClO4- ved å avlokalisere den negative ladningen, forblir H-Br-bindingen svakere enn O-bindingen3ClO-H.
Imidlertid gjør tilstedeværelsen av fire oksygenatomer HClO4 surere enn HCl, som ikke har noe oksygen.
Deretter er HCl sterkere enn HtoSW4 fordi Cl-atomet er mer elektronegativt enn svovel; og HtoSW4 i sin tur overgår den syre med CH hasC lessH oxygenSO₃H, som har ett oksygenatom mindre, og bindingen som holder hydrogenet sammen er også mindre polær.
Endelig HNO3 Det er det svakeste av alt for å ha nitrogenatomet, fra den andre perioden i det periodiske systemet.
Ingen har kommentert denne artikkelen ennå.