JAKA KISELINA: SVOJSTVA I PRIMJERI - KEMIJA - 2026

Jaka kiselina je bilo koji spoj koji u potpunosti i nepovratno oslobađa protone ili vodikovih iona, H ⁺. Budući da su tako reaktivni, veliki broj vrsta prisiljen je prihvatiti ove H ⁺; poput vode, čija smjesa postaje potencijalno opasna jednostavnim fizičkim kontaktom.

Kiselina donira proton u vodu, koji djeluje kao baza kako bi se dobilo hydronium ion, H ₃ O ⁺. Koncentracija hidronijevog iona u otopini jake kiseline jednaka je koncentraciji kiseline (=).

Izvor: pažljiv putem Flickr-a

Na gornjoj slici nalazi se boca klorovodične kiseline, HCl, s koncentracijom 12M. Što je veća koncentracija kiseline (slaba ili jaka), potrebno je pažljivije rukovanje; zato boca prikazuje piktogram ruke ozlijeđene od korozivnog svojstva kapljice kiseline koja pada na nju.

Jake kiseline su tvari s kojima treba postupati s punom sviješću o njihovim mogućim učincima; Radeći s njima pažljivo, njihova se svojstva mogu koristiti za višestruku upotrebu, a jedno je od najčešćih sinteza ili način otapanja uzoraka.

Svojstva jake kiseline

odvajanje

Jaka kiselina disocira ili ionizira 100% u vodenoj otopini, prihvaćajući par elektrona. Disocijacija kiseline može se označiti sljedećom kemijskom jednadžbom:

HAc + H ₂ O => A ^- + H ₃ O ⁺

Gdje je HAc jaka kiselina, a A ^- njena konjugirana baza.

Ionizacija jake kiseline je proces koji je obično nepovratan; u slabim kiselinama, naprotiv, ionizacija je reverzibilna. Jednadžbe pokazuje da H ₂ O je onaj koji prihvaća proton; međutim, tako mogu učiniti i alkoholi i druga otapala.

Ta tendencija prihvaćanja protona varira od tvari do tvari, pa stoga kiselina snage HAc nije ista u svim otapalima.

pH

PH jake kiseline je vrlo nizak i iznosi između 0 i 1 pH jedinice. Na primjer, 0,1 M otopina HCl ima pH od 1.

To se može pokazati pomoću formule

pH = - log

Možete izračunati pH 0,1 M otopine HCl, a zatim primijeniti

pH = -log (0,1)

Dobivanje pH od 1 M za otopinu HCl.

pKa

Jačina kiselina povezana je s njihovim pKa. Hydronium ion (H ₃ O ⁺), na primjer, ima pKa -1.74. Općenito, jake kiseline imaju pKa vrijednost od više od negativnih -1.74, i stoga su više nego kiseli H ₃ O ^{+ sebi}.

PKa na određeni način izražava sklonost kiseline da se disocira. Što je niža njegova vrijednost, to će jača i agresivnija biti kiselina. Iz tog razloga je prikladno izraziti relativnu snagu kiseline njenom pKa vrijednošću.

korozija

Općenito, jake kiseline klasificiraju se kao korozivne. Međutim, postoje iznimke od ove pretpostavke.

Primjerice, fluorovodična kiselina je slaba kiselina, a opet je jako korozivna i može probaviti staklo. Zbog toga se mora rukovati u plastičnim bocama i na niskim temperaturama.

Suprotno tome, vrlo jaka kiselina poput karboranskog superacida koja, iako je milijun puta jača od sumporne kiseline, nije korozivna.

Čimbenici koji utječu na vašu snagu

Elektronegativnost njegove konjugirane baze

Kako se u razdoblju periodične tablice događa pomak desno, povećava se i negativnost elemenata koji čine konjugiranu bazu.

Promatranje razdoblja 3 periodičke tablice pokazuje, na primjer, da je klor elektronegativniji od sumpora, a zauzvrat, sumpor je više elektronegativan od fosfora.

To je u skladu s činjenicom da je klorovodična kiselina jača od sumporne kiseline, a potonja je jača od fosforne kiseline.

Kako se elektronegativnost konjugirane baze kiseline povećava, stabilnost baze raste, a time i njezina tendencija pregrupiranja s vodikom radi regeneracije kiseline opada.

Međutim, moraju se uzeti u obzir i drugi čimbenici jer samo to nije presudno.

Konjugirajte polumjer baze

Jačina kiseline ovisi i o polumjeru njene konjugacijske baze. Promatranje grupe VIIA periodičke tablice (halogeni) pokazuje da atomski radijusi elemenata koji čine skupinu imaju sljedeći odnos: I> Br> Cl> F.

Isto tako, kiseline koje se formiraju održavaju isti opadajući redoslijed čvrstoće kiselina:

HI> HBr> HCl> HF

Zaključno, kako se atomski polumjer elemenata iste skupine periodičke tablice povećava, snaga kiseline koju tvore povećava se na isti način.

To se objašnjava slabljenjem H-Ac veze slabim preklapanjem atomskih orbitala koje su nejednake veličine.

Broj atoma kisika

Jačina kiseline u nizu oksidata ovisi o broju atoma kisika u konjugiranoj bazi.

Molekule s najvećim brojem atoma kisika čine vrste s najvećom kiselinskom čvrstoćom. Na primjer, dušična kiselina (HNO ₃) je jača kiselina od dušične kiseline (HNO ₂).

S druge strane, perklorna kiselina (HCIO ₄) je jače kiseline od klorne kiseline (HCIO ₃). I na kraju, hipoklorna kiselina (HClO) je kiselina najmanje jačine u nizu.

Primjeri

Jake kiseline mogu biti prikazano u slijedećem redoslijedu smanjenja jakosti kiseline: HI> HBr> HCIO ₄ > HCl> H ₂ SO ₄ > CH₃C₆H₄SO₃H (toluensulfonska kiselina)> HNO ₃.

Svi oni, kao i ostali koji su dosad spomenuti, primjeri su jakih kiselina.

HI je jači od HBr jer se HI veza lakše razbija jer je i slabija. HBr nadilazi HCIO ₄ kiselosti jer usprkos velikom stabilnosti Cio ₄ aniona ^- po delokalizirati negativni naboj, HBr veza ostaje slabiji od O ₃ Cio-H veza.

Međutim, prisutnost četiri atoma kisika čini HClO ₄ kiselijom od HCl u kojoj nema kisika.

Sljedeći, HCl je jači od H ₂ SO ₄ jer Cl atom više od elektronegativna sumpora; i H ₂ SO _4, s druge strane, ima više kiseline nego CH₃C₆H₄SO ACh, koji ima jedan atom kisika i manje vezu koja drži zajedno vodika je također manje polarni.

Konačno, HNO ₃ je najslabiji od svega, jer ima atom dušika, iz drugog razdoblja periodičke tablice.

Reference

1. Sveučilište Shmoop. (2018.). Svojstva koja određuju čvrstoću kiseline. Oporavilo od: shmoop.com
2. Wiki knjige. (2018.). Opća kemija / Svojstva i teorije kiselina i baza. Oporavilo sa: en.wikibooks.org
3. Informacije o kiselinama (2018). Klorovodična kiselina: svojstva i primjene ove otopine. Oporavak od: acidos.info
4. Helmenstine, Anne Marie, dr. Sc. (22. lipnja 2018.). Definicija i primjeri jake kiseline. Preuzeto s thinkco.com
5. Whitten, Davis, Peck i Stanley. (2008). Kemija. (8. izd.). CENGAGE Učenje.