Hydrati

Hva er hydrace?

De Hydrati, O binære syrer, er forbindelser oppløst i vann som er sammensatt av hydrogen og et ikke -metallisk element: hydrogenhalogenider. Den generelle kjemiske formelen kan uttrykkes som Hx, der H er hydrogenatom, og x det ikke -metalliske elementet.

X kan tilhøre gruppe 17, halogener eller elementene i gruppe 16 uten å inkludere oksygen. I motsetning til oksoacids, mangler hydracider oksygen. Siden hydraceids er kovalente eller molekylære forbindelser, må H-X-koblingen vurderes. Dette er av stor betydning og definerer egenskapene til hver hydrati.

H-X-lenke

Generell kjemisk formel for en hydrati. Kilde: Gabriel Bolívar

Hva kan sies om H-X-lenken? Som det fremgår av det overlegne bildet, er det et permanent dipolmomentprodukt av de forskjellige elektronegativitetene mellom H og X. Fordi X vanligvis er mer elektronegativ enn H, tiltrekker den den elektroniske skyen og ender med en negativ delvis belastning Δ-.

I stedet, når han gir en del av sin elektroniske tetthet til x, ender med en positiv delvis belastning Δ+. Jo mer negativ Δ-, desto rikeste i elektroner vil være x og jo større er den elektroniske mangelen på h. Avhengig av hvilket element som er x, kan en hydrasens være mer eller mindre polar.

Bildet viser også strukturen til hydracidene. H-X er et lineært molekyl, som kan samhandle med et annet av en av dens mål. Jo mer polar det er HX, molekyler vil samhandle med større kraft eller affinitet. Som et resultat vil koke- eller fusjonspunktene øke.

Imidlertid forblir H-X-H-X-interaksjoner svake nok til å forårsake en solid hydrasse. Derfor er underforhold med trykk og omgivelsestemperatur gassformige stoffer; Bortsett fra HF, som fordamper over 20 ºC.

Fordi? Fordi HF er i stand til å danne sterke hydrogenbroer. Mens andre hydraceider, hvis ikke -metalliske elementer er mindre elektronegative, kan knapt være i en flytende fase under 0º C. HCl, for eksempel, koke ved -85 ºC omtrent.

Er hydrasefulle syrestoffer? Svaret er i den positive delvise belastningen Δ+ på hydrogenatom. Hvis Δ+ er veldig stor eller den veldig svake H-X-bindingen, vil Hx være en sterk syre, som tilfellet er med alle halogenhydrasener, når deres respektive halogenider er oppløst i vann.

Kjennetegn på hydrace

Fysisk

Gjennomsiktige løsninger

Synlig alle hydracider er gjennomsiktige løsninger, siden Hx er veldig løselige i vann. De kan ha gulaktige toner i henhold til oppløste Hx -konsentrasjoner.

De røyker

Dette betyr at de gir fra seg tette, etsende og irriterende damper (noen av dem er til og med kvalme)). Dette er fordi Hx -molekyler er veldig flyktige og samhandler med vanndampen som omgir løsningene. I tillegg er Hx i deres vannfrie former gassforbindelser.

De er strømledere

Hydrati er gode strømledere. Selv om Hx er gassformige arter til atmosfæriske forhold, når de oppløses i vann, frigjør de ioner (h⁺X^-), som tillater passering av elektrisk strøm.

Kan tjene deg: Termodynamiske prosesser

Kokepunktene er høyere enn for deres vannfrie former

Det vil si Hx (AC), som betegner hydratiet, koker ved temperaturer høyere enn Hx (g). For eksempel koker hydrogenklorid, HCl (G), ved -85 ºC, men hydrachlorsyre, dens hydrati, rundt 48 ºC.

Fordi? Fordi Hx gassformede molekyler er omgitt av vann. Blant dem kan to typer interaksjoner oppstå samtidig: Hx - H -broer₂Eller - hx, eller ioneløsning, h₃ENTEN⁺(AC) og x^-(AC). Dette faktum er direkte relatert til de kjemiske egenskapene til hydrace.

Kjemikalier

Hydracides er veldig sure løsninger, så de har syreprotoner h₃ENTEN⁺ Tilgjengelig for å reagere med andre stoffer.

Hvor oppstår H₃ENTEN⁺? Av hydrogenatom med positiv delvis belastning Δ+, som dissosierer i vann og ender opp med kovalent å inkorporere i et vannmolekyl:

HX (AC) + H₂O (l) x^-(AC) + H₃ENTEN⁺(AC)

Merk at ligningen tilsvarer en reaksjon som etablerer en balanse. Når dannelsen av x^-(AC) + H₃ENTEN⁺(AC) er termodynamisk veldig foretrukket, Hx vil frigjøre vannprotonet til vann; Og så dette, med h₃ENTEN⁺ Som den nye "bæreren" kan du reagere med en annen forbindelse, selv om sistnevnte ikke er en sterk base.

Ovennevnte forklarer syrekarakteristikkene til hydrace. Dette skjer for alle HX oppløst i vann; Men noen genererer flere syreløsninger enn andre. For hva er dette? Årsakene kan være veldig kompliserte. Ikke alle HX (AC) favoriserer den forrige balansen til høyre, det vil si mot x^-(AC) + H₃ENTEN⁺(AC).

Surhet

Og unntaket blir observert i fluorhorisk syre, HF (AC). Fluor er veldig elektronegativ, forkorter derfor avstanden til H-X-koblingen, og styrker den foran sin brudd ved vannhandling.

På samme måte har H-F-koblingen mye bedre overlapping av atomradioer grunner. På den annen side er H-CL-, H-BR- eller H-I-koblingene svakere og har en tendens til å dissosiere fullstendig i vannet, til det punktet å bryte med balansen hevet ovenfor.

Dette er fordi de andre halogenene eller kalsogenene (for eksempel svovel) har større atomradioer og derfor mer klumpete orbitaler. Følgelig presenterer H-X-koblingen den fattigste orbitaloverlappingen ettersom X er større, som igjen har en syrekraft når de er i kontakt med vann.

På denne måten er den synkende surhetsrekkefølgen for halogenhydracider som følger: HF< HCl

Nomenklatur av hydracides

Vannfri form

I sine vannfrie former, Hx (g), bør de nevnes som diktert for hydrogenhalogenider: tilsetning av suffikset -Aurochs På slutten av navnene deres.

For eksempel består HI (G) av et halogenid (eller hydrid) dannet av hydrogen og jod, derfor er navnet: YODAurochs av hydrogen. Fordi vanligvis ikke -metaller er mer elektronegative enn hydrogen, har det et oksidasjonsnummer på +1. I Nah, derimot, har hydrogen et oksidasjonsnummer på -1.

Det kan tjene deg: metaller, ikke -metaller og metalloider

Dette er en annen indirekte måte å skille molekylære hydror fra halogen eller hydrogenhalogenider fra andre forbindelser.

Når Hx (g) mellom kontakt med vann, er det representert som Hx (AC) og deretter har hydratiet.

I vandig løsning

For å utnevne Hydracy, Hx (AC), må suffikset byttes ut -Aurochs av sine vannfrie former ved suffikset -Vann. Og bør nevnes som syrer først. For det forrige eksemplet blir HI (AC) navngitt som: YOD -syreVann.

Hvordan er hydrace?

Direkte oppløsning av hydrogenhalogenider

Hydraceids kan dannes ved enkel oppløsning av deres tilsvarende hydrogenhalogenider i vann. Dette kan representeres med følgende kjemiske ligning:

HX (G) => HX (AC)

Hx (g) er veldig løselig i vann, så det er ingen balanse mellom løselighet, i motsetning til dens ioniske dissosiasjon for å frigjøre syrerprotoner.

Imidlertid er det en syntetisk metode som er å foretrekke fordi den bruker som råstoffsalter eller mineraler, og løser dem opp ved lave temperaturer med sterke syrer.

Ikke -metallsalter oppløsning med syrer

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

NaCl (S) +H₂SW₄(ac) => hcl (ac) +nahso₄(AC)

Svovelsyren donerer en av sine syreprotoner til anionklorid CL^-, dermed gjøre det til saltsyre. Fra denne blandingen kan unnslippe hydrogenklorid, HCl (G), fordi det er veldig flyktig, spesielt hvis konsentrasjonen i vannet er veldig høy. Det andre saltproduserte er natriumsyresulfat, Nahso₄.

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

NaCl (S) + H₃Po₄(ac) => hcl (ac) + nah₂Po₄(AC)

H₃Po₄ reagerer på samme måte som h₂SW₄, Produserer saltsyre og natriumdase fosfat. NaCl er kilden til CL -anionen^-, slik at det er nødvendig å syntetisere de andre hydracestene, saltene eller mineralene som inneholder F^-, Br^-, Yo^-, S^2-, etc.

Men bruken av h₂SW₄ eller h₃Po₄ Det vil avhenge av dens oksidative kraft. H₂SW₄ Det er et veldig sterkt oksidasjonsmiddel, til det punktet som oksiderer til og med BR^- og jeg^- til sine molekylære former BR₂ og jeg₂; Den første er en rødlig væske, og den andre et lilla faststoff. Derfor h₃Po₄ representerer det foretrukne alternativet i slik syntese.

Bruk av hydrace

Rengjøringsmidler og løsningsmidler

Hydracides i essens brukes til å oppløse en annen type materie. Dette er fordi de er sterke syrer, og i moderasjon kan de rengjøre hvilken som helst overflate.

Syreprotonene deres tilsettes forbindelsene av urenheter eller skitt, noe som gjør dem løselige i det vandige miljøet og blir deretter dratt av vannet.

I henhold til den kjemiske naturen til nevnte overflate, kan en hydrati eller annen brukes. For eksempel kan ikke fluorhorsyre brukes til å rengjøre glass, da det ville løse dem opp i handlingen. Saltsyre brukes til å fjerne flekker på bassengflisene.

Kan tjene deg: darmstadtio: oppdagelse, struktur, egenskaper, bruk

De er også i stand til å løse opp bergarter eller faste prøver, og brukes deretter til analytiske eller produksjonsformål til små eller store skalaer. Ved ionebyttekromatografi brukes fortynnet saltsyre for å rengjøre den gjenværende ionekolonnen.

Syrekatalysatorer

Noen reaksjoner krever veldig sure løsninger for å akselerere dem og redusere tiden det finner sted. Det er her hydracidene kommer inn.

Et eksempel på dette er bruken av iarhydronsyre i syntesen av iseddiksyre. Oljeindustrien trenger også hydracery i raffineriprosesser.

Reagenser for syntese av organiske og uorganiske forbindelser

Hydracides gir ikke bare syreprotoner, men også deres respektive anioner. Disse anionene kan reagere med en organisk eller uorganisk forbindelse for å danne en spesifikk halogenid.

På denne måten fluorider, klorider, jodid.

Disse haluroene kan ha veldig forskjellige applikasjoner. For eksempel kan de brukes til å syntetisere polymerer, for eksempel teflon; eller mellommenn, hvorfra halogenatomer vil bli integrert i molekylære strukturer til visse medisiner.

Anta at molekylet CH₃Ch₂Å, etanol, reagerer med HCl for å danne etylklorid:

Ch₃Ch₂OH + HCl => CH₃Ch₂Cl + H₂ENTEN

Hver av disse reaksjonene skjuler en mekanisme og mange aspekter som blir vurdert i organisk syntese.

Eksempler på hydracests

Det er ikke mange eksempler tilgjengelig for hydracider, siden antall mulige forbindelser er naturlig begrenset. Av denne grunn er noen ekstra hydracider listet opp nedenfor med sin respektive nomenklatur (forkortelsen (AC)) blir ignorert:

HF, fluorhorinsyre

Binær hydrasseid hvis H-f-molekyler danner sterke hydrogenbroer, til det punktet at det i vann er en svak syre.

H₂S, sulfhydronsyre

I motsetning til hydracidene som er vurdert til da, er det polyiatomisk, det vil si at den har mer enn to atomer, men det fortsetter å være binære ettersom de er to elementer: svovel og hydrogen.

Dens H-S-H-vinkelmolekyler danner ikke nevneverdige hydrogenbroer og kan oppdages ved deres karakteristiske råte av råtne egg.

HCl, saltsyre

En av de mest kjente syrene i populærkulturen. Det er til og med en del av sammensetningen av gastrisk juice, til stede i magen, og sammen med fordøyelsesenzymer nedbryter de mat.

HBR, bromhydronsyre

Som iarhydronsyre består den i en gassfase av H-BR-lineære molekyler, som dissosierer på H-ionene⁺ (H₃ENTEN⁺) og Br^- Når de kommer inn i vannet.

H₂Te, telurhydrisk syre

Selv om Telurio har en viss metallisk karakter, gir hydrasensen av ubehagelige og ekstremt giftige damper, for eksempel seleenhydrikkyre.

Så vel som den andre hydratiet av spor^2-, Så hans Valencia er -2.

Referanser

1. Clark J. (22. april 2017). Surheten i hydrogenhalogenidene. Gjenopprettet fra: Chem.Librettexts.org
2. Lumen: Introduksjon til kjemi. Binære syrer. Hentet fra: kurs.Lumenarning.com
3. Helmestine, Anne Marie, PH.D. (22. juni 2018). Definisjon av binær syre. Gjenopprettet fra: Thoughtco.com
4. MR. D. Scott. Kjemisk formelskriving og nomenklatur. [PDF]. Gjenopprettet fra: Celinaschools.org
5. Madhusha. (9. februar 2018). Skille mellom binære syrer og oksyacids. Gjenopprettet fra: Pediaa.com