Egenskaper og eksempler

De Syrer De er forbindelser med høye trender med å donere protoner eller akseptere et par elektroner. Det er mange definisjoner (Bronsted, Arrhenius, Lewis) som kjennetegner egenskapene til syrer, og hver av dem kompletterer for å bygge et globalt bilde av denne typen forbindelse.

Fra forrige perspektiv kan alle kjente stoffer være sure, men bare de som skiller seg ut over andre anses som sådan. Med andre ord: Hvis et stoff er en ekstremt svak giver av protoner, sammenlignet med vann, for eksempel, kan det sies at det ikke er en syre.

Eddiksyre, en svak syre, doner et proton (hydrogenion, fremhevet i grønt) til vannet i en balansereaksjon for å gi acetationion og hydroniumion. Rødt: oksygen. Svart: karbon. Hvitt: Hydrogen.

Dermed, som nøyaktig er syrer og deres naturlige kilder? Et typisk eksempel på dem finner du i mange frukt: som sitrus. Sitronader har sin karakteristiske smak på grunn av sitronsyre og andre komponenter.

Språk kan oppdage tilstedeværelsen av syrer, som med andre smaker. Avhengig av surhetsnivået til disse forbindelsene, blir smaken mer utålelig. På denne måten fungerer språket som en organoleptisk meter av konsentrasjonen av syrer, nærmere bestemt konsentrasjonen av hydroniumion (H₃ENTEN⁺).

På den annen side finnes ikke bare syrer i mat, men også innen levende organismer. På samme måte har jordsmonnene stoffer som kan karakterisere dem som syrer; Slik er tilfellet med aluminium og andre metallkationer.

[TOC]

Syreegenskaper

Hvilke egenskaper skal en forbindelse, i henhold til eksisterende definisjoner, bli betraktet som syre?

Må kunne generere ioner h⁺ Og åh^- Når du oppløses i vann (Arrhenius), må du donere protoner til andre arter veldig enkelt (Brnsted) eller til slutt, må den kunne akseptere et par elektroner, lade negativt (Lewis).

Imidlertid er disse egenskapene nært knyttet til den kjemiske strukturen. Så å lære å analysere det, du kan utlede dens surhetens styrke eller et par forbindelser som av de to er de mest sure.

- Fysiske egenskaper

Syrer har en smak, verdt redundans, syre og lukten brenner ofte neseborene.  De er flytende med klissete eller fet tekstur og har evnen til å endre fargen på spirapapiret og appelsinen fra metyl til rødt (egenskaper til syrer og baser, S.F.).

- Evne til å generere protoner

I året 1923 introduserte den danske kjemikeren Johannes Nicolaus Brønsted og den engelske kjemikeren Thomas Martin Lowry, Brønsteds teori og Lowry som sa at enhver forbindelse som kan overføre et proton til enhver annen forbindelse er en syre (Encyclopædia Britannica, 1998). For eksempel i tilfelle av saltsyre:

HCl → H⁺ + Cl^-

Brønsted og Lowrys teori forklarte ikke syreatferden til visse stoffer. I 1923 den amerikanske kjemikeren Gilbert n. Lewis introduserer sin teori, der en syre blir betraktet som enhver forbindelse som i en kjemisk reaksjon er i stand til å bli med i et par elektroner som ikke er delt i et annet molekyl (Encyclopædia Britannica, 1998).

På denne måten er ioner som Cu²⁺, tro²⁺ og tro³⁺ De har muligheten til å slå sammen gratis elektronpar, for eksempel vann for å produsere protoner på den måten:

Kan tjene deg: krom (CR)

 Cu²⁺ + 2H₂O → Cu (OH)₂ + 2H⁺

- De har dårlige hydrogener i elektronisk tetthet

For metanmolekylet, CHO₄, Ingen av hydrogenene har elektronisk mangel. Dette er fordi forskjellen i elektronegativiteter mellom karbon og hydrogen er veldig liten. Men hvis et av H -atomene for et av fluor ble erstattet, ville det være en bemerkelsesverdig endring i dipolmomentet: H₂Fc-H.

H Opplev en forskyvning av din elektroniske sky til det tilstøtende atomet knyttet til F, som er det samme, Δ+ øker. Igjen, hvis en annen H erstattes av en annen F, ville molekylet være: HF₂C-H.

Nå er Δ+ enda større, siden det er to atomer med sterkt elektronegativ F, som trekker til elektronisk tetthet til C, og sistnevnte, følgelig, til H. Hvis erstatningsprosessen fortsatte, ville endelig oppnås: f₃C-H.

I dette siste molekylet H Det presenterer, som en konsekvens av de tre naboatomene, en markert elektronisk mangel. Denne Δ+ går ikke upåaktet hen av noen arter som er rike nok i elektroner til å fjerne dette H Og på denne måten f₃CH er negativt ladet:

F₃C-H + : N^- (negative arter) => f₃C:^- + HN

Den forrige kjemiske ligningen kan også vurderes på denne måten: f₃CH donerer et proton (h⁺, han H en gang løsrevet fra molekylet) til: n; eller, f₃CH vinner et par elektroner fra H Når den siste fra: n blir gitt til sistnevnte^-.

- Styrke eller surhetskonstant

Hvor mye f₃C:^- er til stede i løsningen? Eller, hvor mange m molekyler₃CH kan donere syrehydrogen til n? For å svare på disse spørsmålene er det nødvendig å bestemme konsentrasjonen av f₃C:^- eller av HN og gjennom en matematisk ligning etablere en numerisk verdi kalt surhetskonstant, KA.

Jo flere f -molekyler₃C:^- eller HN forekommer, mer syre vil være f₃Ch og større hans ka. På denne måten hjelper Ka til å avklare, kvantitativt, hvilke forbindelser som er flere syrer enn andre; Og også kast de hvis Ka er av en liten ekstrem orden.

Noen KA kan ha verdier som er rundt 10^-1 og 10^-5, Og andre, million thalt mindre verdier som 10^-femten og 10^-35. Det kan sies at de siste, som har disse surhetskonstantene, er ekstremt svake syrer og kan kastes som sådan.

Så hvilke av følgende molekyler har den største KA: CH₄, Ch₃F, kap₂F₂ eller CHF₃? Svaret ligger i mangelen på elektronisk tetthet, Δ+, i deres hydrogener.

Målinger

Men hva er kriteriene for å standardisere KA -målinger? Verdien kan variere veldig avhengig av hvilke arter H vil motta⁺. For eksempel, hvis: n er en sterk base, vil Ka være stor; Men hvis det tvert imot er en veldig svak base, vil KA være liten.

KA -målinger gjøres ved bruk av de vanligste og svake av alle baser (og syrer): Vann. Avhengig av graden av donasjon av h⁺ Til H -molekylene₂Eller, ved 25 ºC og ved et trykk av en atmosfære, er standardbetingelsene for å bestemme surhetskonstantene for alle forbindelser etablert.

Kan tjene deg: toluen: struktur, egenskaper, bruk, innhenting

Herfra et repertoar av surhetskonstanter for mange forbindelser, både uorganiske og organiske.

- Den har veldig stabile konjugerte baser

Syrene har i sine kjemiske strukturer veldig elektronegative eller enheter (aromatiske ringer) som tiltrekker elektroniske tettheter av de omkringliggende hydrogenene, og dermed forårsaker delvis positive og reagens til en base før en base.

Når de donerer protonene, blir syren en konjugert base; det vil si en negativ art som er i stand til å akseptere h⁺ eller doner et par elektroner. I eksemplet med CF -molekylet₃H Din konjugerte base er CF₃^-:

Jfr₃^- + HN CHF₃ + : N^-

Ja CF₃^- Det er en veldig stabil konjugatbase, balansen vil bli fortrengt videre til venstre enn for høyre. I tillegg, jo mer stabil er den samme, desto mer reaktiv og syre.

Hvordan vite hvor stabile de er? Alt avhenger av hvordan de takler den nye negative belastningen. Hvis de kan delocate eller spre den voksende elektroniske tettheten effektivt, vil den ikke være tilgjengelig for å brukes i dannelsen av bindingen med H på basen.

- De kan ha positive kostnader

Ikke alle syrer har hydrogener med elektronisk mangel, men kan også ha andre atomer som er i stand til å akseptere elektroner, med eller uten positiv belastning.

Hvordan er dette? For eksempel i Boro Trifluoride, BF₃, Atomen til B mangler en oktett i Valencia, så det kan danne kobling med ethvert atom som gir det et par elektroner. Hvis en anion f^- Rund i nærheten skjer følgende kjemiske reaksjoner:

Bf₃ + F^- => Bf₄^-

På den annen side er gratis metallkationer, for eksempel Al³⁺, Zn²⁺, Na⁺, etc., De regnes som syrer, siden miljøet deres kan akseptere dativ (koordinering) bindinger av rike elektroner. De reagerer også med OH -ioner^- Å presipitere som metallhydroksider:

Zn²⁺(AC) + 2OH^-(Ac) => Zn (OH)₂(S)

Alle disse er kjent som Lewis -syrer, mens de som donerer protoner er bronstedsyrer.

- Løsningene deres har pH -verdier mindre enn 7

Figur: PH -skala.

Mer spesifikt genererer en syre når du løses opp i et hvilket.

Dette kan verifiseres ved å bruke en syre-base-indikator, for eksempel fenolftalein, den universelle indikatoren eller saften av Colorad. Disse forbindelsene som turnerer de som er indikert for lav pH, er sure. Dette er en av de enkleste testene for å bestemme tilstedeværelsen av dem.

Det samme kan for eksempel gjøres for forskjellige jordprøver fra forskjellige deler av verden, og dermed bestemme dens pH -verdier til sammen med andre variabler, karakteriser dem.

Det kan tjene deg: Ritchter-Wenzel Law: Hva er, historier, uttalelser, eksempler

Og til slutt har alle syrerslede smaker, så lenge de ikke er så konsentrert til å irreversibelt forbrenne tungevev.

- Evne til å nøytralisere baser

Arrhenius foreslår i sin teori at syrer, for å kunne generere protoner, reagere med hydroksilene til basene for å danne salt og vann i veien:

HCl + NaOH → NaCl + H₂ENTEN.

Denne reaksjonen kalles nøytralisering og er grunnlaget for den analytiske teknikken kalt titrering (Bruce Mahan, 1990).

Sterke syrer og svake syrer

Syrer er klassifisert til sterke syrer og svake syrer. Styrken til en syre er assosiert med dens likevektskonstant, derav når det gjelder syrer, utnevnes disse konstantene KA surhetskonstanter.

Dermed har sterke syrer en stor surhetskonstant, så de har en tendens til å dissosiere fullstendig. Eksempler på disse syrene er svovelsyre, saltsyre og salpetersyre, hvis surhetskonstanter er så store at den ikke kan måles i vann.

På den annen side er en svak syre en hvis dissosiasjonskonstant er lav, så den er i kjemisk likevekt. Eksempler på disse syrene er eddiksyre og melkesyre og lystaltesyre hvis surhetskonstanter er i størrelsesorden 10^-4. Figur 1 viser de forskjellige surhetskonstantene for forskjellige syrer.

Figur 1: Syredissosiasjonskonstanter.

Eksempler på syrer

Hydrogenhalogenider

Alle hydrogenhalogenider er sure forbindelser, spesielt når de oppløses i vann:

-HF (Fluorhoric Acid).

-HCl (saltsyre).

-HBR (Bromhydronsyre).

-Hei (Yodium Acid).

Oksoacids

Oksoacids er de protonerte formene for oksoanioner:

Hno₃ (salpetersyre).

H₂SW₄ (svovelsyre).

H₃Po₄ (fosforsyre).

Hclo₄ (Perklorsyre).

Supersyrer

Supersyrer er blandingen av en Brnsted -syre og en sterk Lewis -syre. Når de er blandet, danner de komplekse strukturer der, ifølge visse studier, h⁺ "Brinca" i dem.

Dens etsende kraft er slik at det er milliarder av ganger sterkere enn H₂SW₄ konsentrert. De brukes til å knekke store molekyler som er til stede i råolje, i mindre, forgrenede molekyler, og med stor økonomisk verdiøkning.

-Bf₃/Hf

-SBF₅/Hf

-SBF₅/HSO₃F

-Jfr₃SW₃H

Organiske syrer

Organiske syrer er preget av å ha en eller flere karboksylgrupper (COOH), og blant dem er:

-Sitronsyre (til stede i mange frukt)

-Endsyre (grønne epler)

-Eddiksyre (kommersiell eddik)

-Butyreyre (av harsk smør)

-Tartarsyre (av viner)

-Og familien av fettsyrer.

Referanser

1. Torrens h. Harde og myke syrer og baser. [PDF]. Hentet fra: depa.Fquim.Unam.MX
2. Helmestine, Anne Marie, PH.D. (3. mai 2018). Navn på 10 vanlige syrer. Gjenopprettet fra: Thoughtco.com
3. Chempages Norials. Syrer og baser: Molekylær struktur og atferd. Hentet fra: Chem.Wisc.Edu
4. Deziel, Chris. (27. april 2018). Generelle kjennetegn ved syrer og baser. Scienting. Gjenopprettet fra: Scienting.com
5. Pittsburgh Supercomputing Center (PSC). (25. oktober 2000).  Hentet fra: PSC.Edu.