Cele 7 caracteristici ale celor mai importanți acizi

Unele dintre ele caracteristicile acizilor mai importante sunt proprietățile fizice, puterea și capacitatea sa de a neutraliza bazele, printre altele.

Acizii sunt substanțe chimice cu capacitatea de a dona un ion de hidroniu (H.₃O⁺), sau ca un proton se numește de obicei (H⁺), într-un mediu apos sau capabil să formeze legături cu ionii de hidroxid sau orice substanță capabilă să accepte o pereche de electroni.

Adesea, ele au formula generală H-A, unde H este protonul și „A“ este termenul generic asociat cu partea de non-acid protonic.

Inițial, noțiunile noastre de aciditate au venit de la vechii greci care au definit substanțe de "gust amar" ca fiind oxein, care a mutat în cuvântul latin oțet, acetum, care mai târziu a devenit "acid".

Aceste substanțe nu numai că aveau un gust amar, dar aveau de asemenea și proprietatea de a schimba culoarea hârtiei.

Structura teoretică a acizilor a început atunci când Antoine Laurent Lavoisier chimist francez (1743-1796) a îndreptat atenția clasificarea acizi și baze. Ideea lui era că toți acizii conținau mai mult sau mai puțin o "esență" specială care era responsabilă de aciditatea lor și nu era unic diferită.

Din păcate, Lavoisier a crezut greșit că substanța oxein-genic a fost, așa cum a numit-o, atomul de oxigen. În secolul al XIX-lea, chimistul englez Humphry Davy (1778-1829) a arătat că oxigenul nu ar putea fi responsabil pentru aciditatea, deoarece au existat numeroase acizi care nu conțin oxigen (LESNEY, 2003).

Era decenii mai târziu că ideea de arsuri la stomac asociate cu prezența hidrogenului a fost propusă de Justus von Liebig (1803-1873). Claritatea a fost dus la câmp, atunci când, în 1890, Svante Arrhenius (1859-1927) a definit acizii ca „substanțe care furnizează cationi hidrogen la soluția“ (Encyclopaedia Britannica, 1998).

Caracteristicile principale ale acizilor

1- Proprietăți fizice

Acizii au o aromă, în valoare de redundanță, acid și mirosul lor arde adesea nările.

Acestea sunt lichide lipicioase sau uleioase textura și au capacitatea de a schimba culoarea de hârtie de turnesol și portocaliu de metil la roșu (Proprietăți de acizi și baze, S.F.).

2- Abilitatea de a genera protoni

În 1923, chimistul danez Johannes Nicolaus Bronsted și chimistul englez Thomas Martin Lowry, a introdus teoria Bronsted și Lowry afirmând că orice compus care poate transfera un proton la orice alt compus este un acid (Encyclopædia Britannica, 1998). De exemplu, în cazul acidului clorhidric:

HCI → H⁺ + Cl^-

Teoria lui Brønsted și a lui Lowry nu explică comportamentul acid al anumitor substanțe. In 1923, chimistul american Gilbert N. Lewis introduce teoria sa, în care un acid este considerat ca orice compus care, într-o reacție chimică, este capabil de a se alătura unei perechi de electroni nepuse pe o altă moleculă (Encyclopaedia Britannica, 1998) .

În acest fel, ionii cum ar fi Cu²⁺, Credința²⁺ și credința³⁺ ei au capacitatea de a uni perechi de electroni liberi, de exemplu din apă pentru a produce protoni în felul următor:

cu²⁺ + 2H₂O> Cu (OH)₂ + 2H⁺

3 - Forța unui acid

Acizii sunt clasificați ca acizi puternici și acizi slabi. aciditate Rezistența unui acid este asociat cu constanta de echilibru, deci cazul acizilor, aceste constante se numesc constante de Ka.

Astfel, acizii puternici au o constantă mare a acidității, astfel încât ei tind să disocieze complet. Exemple de astfel de acizi sunt acidul sulfuric, acidul clorhidric și acidul azotic, a cărui aciditate constante sunt atât de mari încât nu pot fi măsurate în apă.

Pe de altă parte, un acid slab este unul a cărui constantă de disociere este scăzută, deci este în echilibru chimic. Exemple de astfel de acizi sunt acidul acetic și acidul lactic și acidul azotat, ale cărui constante de aciditate sunt de ordinul a 10.^-4. Figura 1 prezintă diferitele constante de acid pentru diferiți acizi.

4 - pH mai mic de 7

Scara pH măsoară nivelul de alcalinitate sau aciditate a unei soluții. Scara variază de la zero la 14. Un pH mai mic de 7 este acid. Un pH mai mare de 7 este bazic. Punctul de mijloc 7 reprezintă un pH neutru. O soluție neutră nu este nici acidă, nici alcalină.

Scala pH-ului se obține în funcție de concentrația de H⁺ în soluție și este invers proporțională cu aceasta. Acizii, prin creșterea concentrației de protoni, reduc pH-ul unei soluții.

5 - Abilitatea de a neutraliza bazele

Arrhenius, în teoria sa propune ca acizii, pentru a genera protoni pentru a reacționa cu hidroxililor bazelor pentru a forma sare și apă moda:

HCI + NaOH → NaCI + H₂O.

Pentru această reacție se numește neutralizare și este baza tehnicii analitice numita titrare (Bruce Mahan, 1990).

Capacitatea de reducere a oxidului

Având în vedere capacitatea sa de a produce specii încărcate, acizii sunt utilizați ca mijloc de transfer al electronilor în reacțiile redox.

Acizii au de asemenea tendința de a fi reduse deoarece au capacitatea de a accepta electroni liberi. Acizii conțin ioni de H⁺. Ei tind să ia electroni și să formeze gaz de hidrogen.

2H⁺ + 2e^- → H₂

Metalele nu au un control strans asupra electronilor lor. Le abandonează fără multă luptă și formează ioni metalici.

Credință → Credință²⁺+ 2e^-

Deci, când puneți un cui de fier într-un acid, ionii H ⁺ ei iau electroni din fier. Fierul se transformă în ioni de Fe solubili^{2 +}, iar metalul solid dispare treptat. Reacția este:

Fe + 2H⁺ → Credință²⁺+ H₂

Aceasta se numește coroziune acidă. Acizii nu numai că corodează metalele prin dizolvarea lor, ci reacționează și cu compuși organici, cum ar fi cei care formează membrana celulară.

Această reacție este de obicei exotermă, care provoacă arsuri grave la contactul cu pielea, astfel că acest tip de substanță trebuie manipulată cu grijă. Figura 3 este codul de siguranță când o substanță este corozivă.

Cataliza acidă

Accelerarea unei reacții chimice prin adăugarea unui acid este cunoscută sub denumirea de cataliză acidă. Acidul respectiv nu este consumat în reacție.

Reacția catalitică poate fi specifică acidului ca în cazul descompunerii zahărului de zaharoză în glucoză și fructoză în acid sulfuric sau poate fi generală pentru orice acid.

Mecanismul reacțiilor catalizate de acid și bază explicată în termenii conceptului de acizi și baze Bronsted-Lowry ca una în care există un transfer inițial de protoni ai unui catalizator acid la reactantul (Encyclopaedia Britannica, 1998).

În general, reacțiile în care este implicat un electrofil sunt catalizate într-un mediu acid, fie adiții sau substituții electrofile.

Exemple de nitrare cataliză acidă de benzen în prezența acidului sulfuric (Figura 4a), hidratarea etenei pentru a produce etanol (Figura 4b), reacții de esterificare (Figura 4c) și hidroliza esterului (4d) (Clark, 2013 ).

referințe

1. Bruce Mahan, R. M. (1990). Școala de chimie curs 4 a ediției. Wilmington: Addison-Wesley Iberoamericana S.A.
2. Clark, J. (2013, 20 decembrie). Exemple de cataliză acidă în chimia organică. Adus de la chem.libretexts.org.
3. Encyclopædia Britannica. (1998, 20 iulie). Acid-bază cataliză. Recuperat de la britannica.com.
4. Encyclopædia Britannica. (1998, 21 decembrie). Arrhenius teorie. Recuperat de la britannica.com.
5. Encyclopædia Britannica. (1998, 20 iulie). Teoria lui Brønsted-Lowry. Recuperat de la britannica.com.
6. Encyclopædia Britannica. (1998, 20 iulie). Lewis teorie. Recuperat de la britannica.com.
7. LESNEY, M. S. (2003, martie). Chronicle de chimie O istorie de bază a acidului - de la Aristotel la Arnold. Adus de la pubs.acs.org.
8. Acizi și baze Proprietățile. (S.F.). Adus de la sciencegeek.net.