Acizi și exemple caracteristice

acid ele sunt compuși cu tendințe înalte de donare a protonilor sau de acceptare a unei perechi de electroni. Există multe definiții (Bronsted, Arrhenius, Lewis) care caracterizează proprietățile acizilor și fiecare dintre ele este completat pentru a construi o imagine globală a acestui tip de compuși.

Din perspectiva anterioară, toate substanțele cunoscute pot fi acide, totuși numai cele care se remarcă cu mult peste celelalte sunt considerate ca atare. Cu alte cuvinte: dacă o substanță este un donator extrem de slab de protoni, în comparație cu apa, de exemplu, se poate spune că nu este acid.

Dacă da, ce anume sunt acizii și sursele lor naturale? Un exemplu tipic al acestora poate fi găsit în multe fructe: cum ar fi fructele citrice. Limonada are aroma caracteristică datorită acidului citric și a altor componente.

Limba poate detecta prezența acizilor, la fel ca și alte arome. În funcție de nivelul acidității compușilor menționați, gustul devine mai intolerabil. În acest fel, limba funcționează ca o măsură organoleptică a concentrației de acizi, în special concentrația de ioni de hidroni (H₃O⁺).

Pe de altă parte, acizii nu se găsesc numai în alimente, ci și în organisme vii. De asemenea, solurile prezintă substanțe care le pot caracteriza drept acizi; așa este cazul aluminiului și al altor cationi metalici.

index

• 1 Caracteristicile acizilor
  • 1.1 Ei au hidrogen slab în densitatea electronilor
  • 1.2 Constanta de rezistenta sau aciditate
  • 1.3 Are baze conjugate foarte stabile
  • 1.4 Ele pot avea taxe pozitive
  • 1.5 Soluțiile dvs. au valori ale pH-ului mai mici de 7
• 2 Exemple de acizi
  • 2.1 Halogenuri de hidrogen
  • 2.2 Oxoacide
  • 2.3 Superacizi
  • 2.4 Acizi organici
• 3 Referințe

Caracteristicile acizilor

Ce caracteristici trebuie să aibă un compus, conform definițiilor existente, care trebuie considerate ca fiind acid?

Trebuie să poată genera ioni de H⁺ și OH^- când este dizolvat în apă (Arrhenius), trebuie să doneze protoni altor specii foarte ușor (Bronsted) sau, în final, trebuie să poată accepta o pereche de electroni încărcați negativ (Lewis).

Cu toate acestea, aceste caracteristici sunt strâns legate de structura chimică. Deci, învățând să o analizați, puteți să deduceți puterea de aciditate sau un cuplu de compuși care dintre cele două este cel mai acid.

Ei au hidrogen slab în densitatea electronilor

Pentru molecula de metan, CH₄, niciunul dintre hidrogeni nu prezintă deficiență electronică. Acest lucru se datorează faptului că diferența dintre electronegativitățile dintre carbon și hidrogen este foarte mică. Dar, dacă unul dintre atomii H este înlocuit cu unul de fluor, atunci ar exista o schimbare remarcabilă în momentul dipolului: H₂FC-H.

H el simte o deplasare a norului său electronic spre atomul adiacent legat de F, care este egal, δ + este mărit. Din nou, dacă un alt H este înlocuit cu alt F, atunci molecula va rămâne ca: HF₂C-H.

Acum, δ + este chiar mai mare, deoarece sunt doi atomi de F, foarte electonegativi, care scad densitatea electronilor de la C, iar ultima, prin urmare, la H. În cazul în care procesul de substituție a continuat, în final s-ar obține: F₃C-H.

În ultima moleculă H prezintă, ca o consecință a celor trei atomi ai F vecine, o deficiență electronică marcată. Acest δ + nu trece neobservat pentru orice specie bogată suficient în electroni pentru a desprinde acest lucru H și, în acest fel, F₃CH se încarcă negativ:

F₃C-H +: N^- (specii negative) => F₃C:^- + HN

Ecuația chimică de mai sus poate fi luată în considerare în felul următor: F₃CH dă un proton (H⁺, H odată detașat de moleculă) a: N; sau, F₃CH câștigă o pereche de electroni de la H să fie donată ultimei perechi de la: N^-.

Rezistență sau aciditate constantă

Cât de mult F₃C:^- este prezent în dizolvare? Sau câte molecule F₃CH poate da hidrogen hidrogen la N? Pentru a răspunde la aceste întrebări, este necesar să se determine concentrația de F₃C:^- sau de HN și, folosind o ecuație matematică, stabilește o valoare numerică numită constantă de aciditate, Ka.

În timp ce mai multe molecule F₃C:^- sau HN, mai mult acid va fi F₃CH și mai mare Ka. În acest fel, Ka ajută la clarificarea, cantitativ, a compușilor care sunt mai acide decât altele; și, de asemenea, aruncă ca acizi acelea ale căror Ka sunt de ordin foarte mic.

Unele Ka pot avea valori care sunt în jur de 10^-1 și 10^-5, și altele, milioane de valori mai mici, cum ar fi 10^-15 și 10^-35. Se poate spune atunci că cei din urmă, având constantele de acid menționate, sunt acizi extrem de slabi și pot fi eliminați ca atare.

Care dintre următoarele molecule are cel mai mare Ka: CH₄, CH₃F, CH₂F₂ sau CHF₃? Răspunsul constă în lipsa densității electronice, δ +, în hidrogenii acestora.

măsurători

Dar care sunt criteriile pentru standardizarea măsurătorilor Ka? Valoarea sa poate varia foarte mult în funcție de specia pe care o primesc H⁺. De exemplu, dacă: N este o bază puternică, Ka va fi mare; dar dacă, dimpotrivă, este o bază foarte slabă, Ka va fi mică.

Măsurătorile Ka se fac folosind cele mai comune și mai slabe dintre toate bazele (și acizii): apă. În funcție de gradul de donație a lui H⁺ la moleculele H₂Sau, la 25 ° C și la o presiune de o atmosferă, sunt stabilite condițiile standard pentru a determina constantele de acid pentru toți compușii.

De aici rezultă un repertoriu de tabele de constante de aciditate pentru mulți compuși, atât anorganici cât și organici.

Are baze conjugate foarte stabile

Acizii au structuri chimice foarte electonegative sau unități (inele aromatice) care atrag densitățile electronice ale hidrogenelor înconjurătoare, determinându-le să devină parțial pozitive și reactive înaintea unei baze.

Odată ce protonii sunt donați, acidul este transformat într-o bază conjugată; adică o specie negativă capabilă să accepte H⁺ sau dona o pereche de electroni. În exemplul moleculei CF₃H baza sa conjugată este CF.₃^-:

CF₃^- + HN <=> CHF₃ +: N^-

Dacă CF₃^- Este o bază conjugată foarte stabilă, echilibrul va fi deplasat mai mult spre stânga decât spre dreapta. În plus, cu cât este mai stabilă, cu atât acidul va fi mai reactiv și mai acid.

Cum să știți cât de stabili sunt ei? Totul depinde de modul în care vă ocupați de noua încărcare negativă. Dacă pot să-l mute sau să răspândească în mod eficient densitatea electronică în creștere, acesta nu va fi disponibil pentru utilizare în formarea legăturii cu H al bazei.

Ei pot avea acuzații pozitive

Nu toți acizii au hidrogen cu deficiență electronică, dar pot avea și alți atomi capabili să accepte electroni, cu sau fără încărcătură pozitivă.

Cum este asta? De exemplu, în trifluorură de bor, BF₃, atomul lui B nu are un octet de valență, deci poate forma o legătură cu orice atom care produce o pereche de electroni. Dacă un anion F^- în apropierea acestuia, are loc următoarea reacție chimică:

BF₃ + F^- => BF₄^-

Pe de altă parte, cationii metalici liberi, cum ar fi Al³⁺, Zn²⁺, Na⁺, etc., sunt considerați acizi, deoarece din mediul lor pot accepta legături dative (de coordonare) de specii bogate în electroni. De asemenea, ele reacționează cu ionii OH^- pentru precipitarea ca hidroxizi metalici:

Zn²⁺(ac) + 2OH^-(ac) => Zn (OH)₂(S)

Toate acestea sunt cunoscute sub numele de acizi Lewis, în timp ce cei care dau protoni sunt acizi Bronsted.

Soluțiile dvs. au valori ale pH-ului mai mici de 7

Mai precis, un acid care se dizolvă în orice solvent (care nu îl neutralizează în mod apreciabil) generează soluții cu un pH mai mic decât 3, deși sub 7 sunt considerate acizi foarte slabi.

Acest lucru poate fi verificat prin utilizarea unui indicator bazat pe acid, cum ar fi fenolftaleina, indicatorul universal sau sucul violet purpuriu. Acei compuși care transformă culorile la cele indicate pentru pH scăzut sunt tratate cu acizi. Acesta este unul dintre cele mai simple teste pentru a determina prezența acestora.

Același lucru se poate face, de exemplu, pentru diferite probe de sol din diferite părți ale lumii, astfel determinându-le valorile pH-ului, împreună cu alte variabile, care le caracterizează.

Și, în sfârșit, toți acizii au gusturi acru, atâta timp cât nu sunt atât de concentrați încât să ardă ireversibil țesuturile limbii.

Exemple de acizi

Halogenuri de hidrogen

Toate halogenurile de hidrogen sunt compuși acide, în special atunci când sunt dizolvați în apă:

-HF (acid fluorhidric).

-HCI (acid clorhidric).

-HBr (acid bromhidric).

-HI (acid iodic).

oxoacizi

Oxoacidele sunt formele protonate ale oxoanionelor:

HNO₃ (acid azotic).

H₂SW₄ (acid sulfuric).

H₃PO₄ (acid fosforic).

HClO₄ (acid percloric).

Super acizi

Surpușii sunt amestecul unui acid Bronsted și a unui acid Lewis puternic. Odată amestecate, ele formează structuri complexe unde, potrivit unor studii, H⁺ "Salt" în interiorul lor.

Puterea sa corozivă este astfel încât acestea sunt de miliarde de ori mai puternice decât H₂SW₄ concentrat. Ele sunt utilizate pentru a sparge moleculele mari prezente în materia brută, în molecule mai mici, ramificate, și cu o valoare economică adăugată mare.

BF₃/ HF

-SbF₅/ HF

-SbF₅/ HSO₃F

-CF₃SW₃H

Acizi organici

Acizii organici sunt caracterizați prin faptul că au una sau mai multe grupări carboxilice (COOH), dintre care:

- acid citric (prezent în multe fructe)

-Malic acid (din mere verzi)

Acid acetic (din oțet comercial)

- acidul butiric (untul rancid)

- Acid tartric (al vinurilor)

- Și familia de acizi grași.

referințe

1. Torrens H. Acide grele și moi și baze. [PDF]. Luat de la: depa.fquim.unam.mx
2. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (3 mai 2018). Nume de 10 acizi obișnuiți. Adus de la: thoughtco.com
3. Neoplazii. Acizi și baze: structura moleculară și comportamentul. Luat de la: chem.wisc.edu
4. Deziel, Chris. (27 aprilie 2018). Caracteristici generale ale acizilor și bazelor. Sciencing. Adus de la: sciencing.com
5. Pittsburgh Supercomputing Centre (PSC). (25 octombrie 2000). Adus de la: psc.edu.