Hydracid-egenskaper, nomenklatur, bruksområder og eksempler

De hydroksider eller binære syrer er forbindelser oppløst i vann som består av hydrogen og et ikke-metallisk element: hydrogenhalogenider. Den generelle kjemiske formelen kan uttrykkes som HX, hvor H er hydrogenatomet, og X er det ikke-metalliske elementet..

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

Hva med H-X-bindingen? Som det kan sees på bildet ovenfor, er det et permanent dipolmomentprodukt av de forskjellige elektronegativiteter mellom H og X. Siden X vanligvis er mer elektronegativ enn H, tiltrekker den sin elektroniske sky og ender med en negativ delvis ladning δ-.

På den annen side, ved å gi en del av elektrontettheten til X, ender den opp med en positiv delvis ladning δ +. Jo mer negativ δ-, jo rikere på elektroner X vil være og jo større er elektronmangel av H. Derfor, avhengig av hvilket element X er, kan en hydracid være mer eller mindre polær.

Bildet avslører også strukturen til hydrokrene. HX er et lineært molekyl som kan samhandle med et annet i en av endene. Jo mer polær HX er, desto sterkere eller affinitet vil molekylene samhandle med den. Som et resultat vil kokepunktet eller smeltepunktene øke.

Imidlertid er H-X-H-X-interaksjonene fremdeles svake nok til å gi opphav til en solid hydracid. Av denne grunn er de gassformige stoffer under trykk og omgivelsestemperatur; Med unntak av HF, som fordamper over 20 ° C.

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

Er hydrosyre sure stoffer? Svaret ligger i den positive delladningen δ + på hydrogenatomet. Hvis δ + er veldig stor eller H-X-bindingen er veldig svak, vil HX være en sterk syre; som med alle hydro-syrer av halogener, når deres respektive halogenider er oppløst i vann.

Artikkelindeks

• 1 Funksjoner
  • 1.1 Fysisk
  • 1.2 Kjemi
• 2 Nomenklatur
  • 2.1 Vannfri form
  • 2.2 I vandig oppløsning
• 3 Hvordan blir de dannet?
  • 3.1 Direkte oppløsning av hydrogenhalogenider
  • 3.2 Oppløsning av salter av ikke-metaller med syrer
• 4 bruksområder
  • 4.1 Rengjøringsmidler og løsemidler
  • 4.2 Syrekatalysatorer
  • 4.3 Reagenser for syntese av organiske og uorganiske forbindelser
• 5 eksempler
  • 5.1 HF, flussyre
  • 5.2 H2S, hydrogensulfid
  • 5.3 HC1, saltsyre
  • 5,4 HBr, hydrobromsyre
  • 5.5 H2Te, tellursyre
• 6 Referanser

Kjennetegn

Fysisk

-Synlig er alle hydroksider gjennomsiktige løsninger, siden HX er veldig løselig i vann. De kan ha gulaktige toner i henhold til konsentrasjonene av oppløst HX.

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

-Hydracids er gode ledere av elektrisitet. Selv om HX er gassformede under atmosfæriske forhold, frigjør de ioner når de er oppløst i vann (H⁺X^-), som tillater passering av elektrisk strøm.

-Kokepunktene er høyere enn de vannfrie formene. Det vil si at HX (ac), som betegner hydracid, koker ved temperaturer over HX (g). For eksempel koker hydrogenklorid, HC1 (g), ved -85 ° C, men saltsyre, dens saltsyre, rundt 48 ° C..

Hvorfor? Fordi de gassformede HX-molekylene er omgitt av vann. To typer interaksjoner kan forekomme samtidig: hydrogenbindinger, HX - H_toO - HX, eller ionesolvasjon, H₃ELLER⁺(ac) og X^-(ac). Dette faktum er direkte relatert til de kjemiske egenskapene til hydracids..

Kjemisk

Hydracids er veldig sure løsninger, så de har sure protoner H₃ELLER⁺ tilgjengelig for å reagere med andre stoffer. Hvor gjør H₃ELLER⁺? Fra hydrogenatomet med en positiv partiell ladning δ +, som dissosierer seg i vann og ender opp med å bli kovalent innlemmet i et vannmolekyl:

HX (aq) + H_toO (l) <=> X^-(ac) + H₃ELLER⁺(ac)

Merk at ligningen tilsvarer en reaksjon som etablerer en likevekt. Når dannelsen av X^-(ac) + H₃ELLER⁺(ac) er termodynamisk høyt favorisert, HX vil frigjøre sin sure proton i vann; og så denne, med H₃ELLER⁺ som sin nye "bærer", kan den reagere med en annen forbindelse, selv om sistnevnte ikke er en sterk base.

Ovennevnte forklarer de sure egenskapene til hydracids. Dette er tilfelle 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 den fremre likevekten mot høyre, det vil si mot X^-(ac) + H₃ELLER⁺(ac).

Surhet

Og unntaket er observert i flussyre, HF (aq). Fluor er veldig elektronegativ, derfor forkorter avstanden til H-X-bindingen, og styrker den mot nedbrytning ved vannens virkning..

På samme måte har HF-bindingen mye bedre overlapping av atomare radiusårsaker. På den annen side er H-Cl-, H-Br- eller H-I-bindingene svakere og har en tendens til å dissosiere helt i vann, til det punktet at de bryter balansen som er hevet over..

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

På denne måten er den synkende syrefølgen for hydrosyrene i halogenene som følger: HF< HCl

Nomenklatur

Vannfri form

Hvordan heter hydracids? I deres vannfrie former, HX (g), må de nevnes som diktert for hydrogenhalogenider: ved å legge til suffikset -ide til slutten av navnene deres.

For eksempel består HI (g) av et halogenid (eller hydrid) dannet av hydrogen og jod, og navnet er derfor: iodaurochs hydrogen. 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 skille molekylære hydrider fra halogener eller hydrogenhalogenider fra andre forbindelser..

Når HX (g) kommer i kontakt med vann, blir den representert som HX (ac), og så har vi hydracid.

I vandig løsning

For å navngi hydracid, HX (ac), må suffikset -id av dets vannfrie former erstattes med suffikset -hydric. Og de bør nevnes som syrer i utgangspunktet. For eksemplet ovenfor er HI (ac) således benevnt som: sur iodvannkraft.

Hvordan blir de dannet?

Direkte oppløsning av hydrogenhalogenider

Hydracids kan dannes ved ganske enkelt å oppløse deres tilsvarende hydrogenhalogenider i vann. Dette kan representeres av følgende kjemiske ligning:

HX (g) => HX (ac)

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

Imidlertid er det en syntetisk metode som er foretrukket fordi den bruker salter eller mineraler som råmateriale, og oppløser dem ved lave temperaturer med sterke syrer..

Oppløsning av salter av ikke-metaller med syrer

Hvis bordsalt, NaCl, oppløses med konsentrert svovelsyre, skjer følgende reaksjon:

NaCl (s) + H_toSW₄(aq) => HCl (aq) + NaHSO₄(ac)

Svovelsyre donerer en av dens sure protoner til kloridanionet Cl^-, og omdanner den til saltsyre. Hydrogenklorid, HCl (g), kan unnslippe fra denne blandingen fordi den er veldig flyktig, spesielt hvis konsentrasjonen i vann er veldig høy. Det andre produserte saltet er natriumsyresulfat, NaHSO₄.

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

NaCl (s) + H₃PO₄(aq) => HCI (aq) + NaH_toPO₄(ac)

H₃PO₄ reagerer på samme måte som H_toSW₄, produserer saltsyre og natriumsyrefosfat. NaCl er kilden til anionet Cl^-, slik at det er nødvendig å salte eller mineraler som inneholder F for å syntetisere de andre hydroksidene^-, Br^-, Jeg^-, S^to-, etc.

Men bruken av H_toSW₄ eller H₃PO₄ det vil avhenge av oksidasjonsstyrken. H_toSW₄ Det er et veldig sterkt oksidasjonsmiddel, til det punktet at det oksyderer til og med Br^- og jeg^- til deres molekylære former Br_to og jeg_to; den første er en rødaktig væske, og den andre er et lilla fast stoff. Derfor er H₃PO₄ representerer det foretrukne alternativet i slike synteser.

applikasjoner

Rengjøringsmidler og løsemidler

Hydracids brukes i hovedsak til å oppløse forskjellige typer materier. Dette er fordi de er sterke syrer, og kan rengjøre enhver overflate i moderasjon..

Dens sure protoner blir tilsatt forbindelsene av urenheter eller smuss, noe som gjør dem løselige i det vandige mediet og blir deretter dratt av vannet..

Avhengig av den kjemiske naturen til overflaten, kan det ene eller det andre hydratet brukes. For eksempel kan flussyre ikke brukes til å rense glass, da det vil oppløse dem på stedet. Saltsyre brukes til å fjerne flekker fra bassengfliser.

De er også i stand til å oppløse bergarter eller faste prøver, og deretter brukes til analytiske eller produksjonsformål i små eller store skalaer. Ved ionebyttekromatografi brukes fortynnet saltsyre til å rense kolonnen for gjenværende ioner..

Syrekatalysatorer

Noen reaksjoner krever svært sure løsninger for å øke hastigheten og redusere tiden de finner sted. Det er her hydracidene kommer inn.

Et eksempel på dette er bruken av hydroiodic syre i syntesen av iseddik. Oljeindustrien trenger også hydracider i raffinerireduksjoner.

Reagenser for syntese av organiske og uorganiske forbindelser

Hydracids 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 mer.

Disse halogenidene kan ha svært forskjellige bruksområder. For eksempel kan de brukes til å syntetisere polymerer, slik som teflon; eller mellommenn, hvorfra halogenatomene vil bli innlemmet i molekylære strukturer til visse legemidler.

Anta at molekylet CH₃CH_toOH, etanol, reagerer med HC1 og danner etylklorid:

CH₃CH_toOH + HCl => CH₃CH_toCl + H_toELLER

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

Eksempler

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

HF, flussyre

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

H_toS, hydrogensulfid

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

Dens kantede HS-H-molekyler danner ikke merkbare hydrogenbindinger og kan påvises av deres karakteristiske råtne eggelukt..

HCl, saltsyre

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

HBr, hydrobromsyre

I likhet med hydrojodsyre består den i gassfasen av lineære H-Br-molekyler, som dissosierer seg til H-ioner⁺ (H₃ELLER⁺) og Br^- når de kommer inn i vannet.

H_toTe, tellursyre

Selv om tellur har en viss metallisk karakter, avgir dens hydracid ubehagelige og svært giftige damper, som hydrogenselenid..

Som de andre hydrokidene av kalkogenider (fra gruppe 16 i det periodiske systemet), produserer den i oppløsningen anionet Te^to-, så valensen er -2.

Referanser

1. Clark J. (22. april 2017). Surheten til hydrogenhalogenidene. Gjenopprettet fra: chem.libretexts.org
2. Lumen: Introduksjon til kjemi. Binære syrer. Hentet fra: courses.lumenlearning.com
3. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (22. juni 2018). Definisjon av binær syre. Gjenopprettet fra: thoughtco.com
4. Mr. Scott. Kjemisk formelskriving og nomenklatur. [PDF]. Gjenopprettet fra: celinaschools.org
5. Madhusha. (9. februar 2018). Skille mellom binære syrer og oksysyrer. Gjenopprettet fra: pediaa.com
6. Wikipedia. (2018). Vannsyre. Gjenopprettet fra: es.wikipedia.org
7. Natalie Andrews. (24. april 2017). Bruken av hydriodic syre. Gjenopprettet fra: sciencing.com
8. StudiousGuy. (2018). Flussyre: Viktige bruksområder og applikasjoner. Gjenopprettet fra: studiousguy.com