خصائص حمض قوية وأمثلة

ل حمض قوي هو أي مركب قادر على إطلاق بروتونات أو أيونات هيدروجين بشكل كامل ولا رجعة فيه⁺. لكونها شديدة التفاعل ، يضطر عدد كبير من الأنواع لقبول هذه النوعية⁺. على سبيل المثال ، الماء ، الذي يصبح الخلط خطيرًا بسبب ملامسة جسدية بسيطة.

يتبرع الحمض بروتون إلى الماء ، والذي يعمل كقاعدة لتشكيل أيون الهيدرونيوم ، H₃O⁺. تركيز أيون الهيدرونيوم في محلول حمض قوي يساوي تركيز الحمض ([H₃O⁺] = [HAc]).

في الصورة أعلاه لدينا زجاجة من حمض الهيدروكلوريك ، حمض الهيدروكلوريك ، بتركيز 12M. كلما زاد تركيز الحمض (ضعيف أو قوي) ، زاد حرصه في تناوله ؛ هذا هو السبب في أن الزجاجة تُظهر الرسم التوضيحي لليد المصابة بفعل التآكل في قطرة من الحمض تسقط عليها.

الأحماض القوية هي المواد التي يجب معالجتها مع إدراك تام لآثارها المحتملة ؛ من خلال العمل معهم بعناية ، يمكنك الاستفادة من خصائصهم لاستخدامات متعددة ، كونها واحدة من وسائل التوليف أو الذوبان الأكثر شيوعًا للعينات.

مؤشر

• 1 خصائص حمض قوي
  • 1.1 التفكك
  • 1.2 درجة الحموضة
  • 1.3 pKa
  • 1.4 التآكل
• 2 العوامل التي تؤثر على قوتك
  • 2.1 الكهربية الكهربية لقاعدتها المترافقة
  • 2.2 راديو من قاعدة المترافق
  • 2.3 عدد ذرات الأكسجين
• 3 أمثلة
• 4 المراجع

خصائص حمض قوي

تفكك

حمض قوي يفصل أو يتأين 100 ٪ في محلول مائي ، وقبول زوج من الإلكترونات. يمكن تخطيط تفكك الحمض بالمعادلة الكيميائية التالية:

HAc + H₂يا => أ^-       +       H₃O⁺

حيث HAc هو الحمض القوي ، و A^- قاعدته المترافقة.

إن تأين حمض قوي هو عملية لا رجعة فيها عادة. في الأحماض الضعيفة ، من ناحية أخرى ، يكون التأين قابلاً للانعكاس. في المعادلة تبين أن H₂أو هو الذي يقبل البروتون. ومع ذلك ، يمكن للكحول والمذيبات الأخرى أن تفعل ذلك أيضًا.

يختلف هذا الميل لقبول البروتونات من مادة إلى أخرى ، وبالتالي فإن قوة حمض HAc ليست هي نفسها في جميع المذيبات.

الرقم الهيدروجيني

الرقم الهيدروجيني لحمض قوي منخفض جدا ، ويجري بين 0 و 1 درجة الحموضة. على سبيل المثال ، يحتوي محلول 0.1 M HCl على درجة حموضة قدرها 1.

يمكن إظهار ذلك باستخدام الصيغة

الرقم الهيدروجيني = - سجل [H⁺]

يمكنك حساب الرقم الهيدروجيني لمحلول 0.1 M حمض الهيدروكلوريك ، ثم تطبيق

الرقم الهيدروجيني = سجل (0.1)

الحصول على درجة الحموضة من 1 للمحلول 0.1 حمض الهيدروكلوريك.

الباكاف الحمضية

ترتبط قوة الأحماض بـ pKa. أيون الهيدرونيوم (H₃O⁺) ، على سبيل المثال ، لديه pKa من -1.74. بشكل عام ، تحتوي الأحماض القوية على pKa بقيم سالبة أكثر من -1.74 ، وبالتالي فهي أكثر حمضية من H₃O⁺.

يعبر pKa بطريقة معينة عن ميل الحمض إلى الانفصال. كلما انخفضت قيمته ، كلما كان الحمض أقوى وأكثر عدوانية. لهذا السبب ، من المريح التعبير عن القوة النسبية للحمض بقيمة pKa.

تآكل

بشكل عام ، تصنف الأحماض القوية على أنها قابلة للتآكل. ومع ذلك ، هناك استثناءات لهذا الافتراض.

على سبيل المثال ، حمض الهيدروفلوريك هو حمض ضعيف ، ومع ذلك فهو شديد التآكل وقادر على هضم الزجاج. لهذا السبب يجب التعامل معها في زجاجات بلاستيكية وفي درجات حرارة منخفضة.

من ناحية أخرى ، فإن الحمض القوي مثل حامض الكاربوران الفائق ، والذي يعد أقوى من حمض الكبريتيك بملايين المرات ، لا يسبب تآكلًا.

العوامل التي تؤثر على قوتك

الكهربية لقاعدتها المترافقة

عند حدوث تحول إلى اليمين في فترة من الجدول الدوري ، تزداد سلبية العناصر التي تشكل القاعدة المقترنة.

على سبيل المثال ، تظهر ملاحظة الفترة 3 من الجدول الدوري أن الكلور أكثر كهربيًا من الكبريت ، وبالتالي فإن الكبريت أكثر كهربيًا من الفوسفور..

هذا يتوافق مع حقيقة أن حمض الهيدروكلوريك أقوى من حمض الكبريتيك ، وهذا الأخير أقوى من حمض الفوسفوريك..

عن طريق زيادة النشاط الكهربائي للقاعدة المتقاربة للحمض ، فإنه يزيد من استقرار القاعدة ، وبالتالي يقلل من ميله إلى إعادة تجميع مع الهيدروجين لتجديد الحمض.

ومع ذلك ، يجب النظر في عوامل أخرى ، لأن هذا وحده ليس حاسما.

دائرة نصف قطرها مترافق

تعتمد قوة الحمض أيضًا على نصف قطر قاعدته المترافقة. تُظهر ملاحظة مجموعة VIIA للجدول الدوري (الهالوجينات) أن نصف القطر الذري للعناصر التي تتكون منها المجموعة له العلاقة التالية: I> Br> Cl> F.

أيضا ، فإن الأحماض التي تشكل الحفاظ على نفس الترتيب تناقص قوة الأحماض:

HI> HBr> HCl> HF

في الختام ، زيادة نصف القطر الذري لعناصر نفس المجموعة من الجدول الدوري ، يزيد في نفس الاتجاه قوة الحمض الذي يتشكل.

هذا ما يفسر في إضعاف الرابطة H-AC بسبب تداخل ضعيف في المدارات الذرية غير المتكافئة في الحجم.

عدد ذرات الأكسجين

تعتمد قوة الحمض داخل سلسلة من الأكاسيد على عدد ذرات الأكسجين الموجودة في القاعدة المرافقة.

تشكل الجزيئات التي تحتوي على أكبر عدد من ذرات الأكسجين الأنواع ذات القوة الحمضية الأكبر. على سبيل المثال ، حمض النتريك (HNO)₃) هو حمض أقوى من حمض النيتروز (HNO)₂).

من ناحية أخرى ، حمض البيركلوريك (حمض الهيدروكلوريك₄) هو حمض أقوى من حمض الكلوريك (حمض الهيدروكلوريك₃). وأخيرًا ، يعتبر حمض الهيدروكلوريك (HClO) هو أدنى حمض في السلسلة.

أمثلة

يمكن تمثيل الأحماض القوية بالترتيب التنازلي لقوة الحمض أدناه: HI> HBr> HClO₄ > حمض الهيدروكلوريك> H₂SW₄ > CH₃C₆H₄SO₃H (حمض التولوين سلفونيك)> HNO₃.

جميعها ، والأخرى التي تم ذكرها حتى الآن ، هي أمثلة على الأحماض القوية.

HI أقوى من HBr لأن الرابطة H-I تتكسر بسهولة أكبر لأنها أضعف. HBr يتجاوز الحموضة حمض الهيدروكلوريك₄ لأنه ، على الرغم من الاستقرار الكبير للأنيون ClO₄^- من خلال نقل الشحنة السلبية ، تظل رابطة H-Br أضعف من وصلة O₃CLO-H.

ومع ذلك ، فإن وجود أربع ذرات أكسجين يعود إلى حمض الهيدروكلوريك₄ حمض أكثر من حمض الهيدروكلوريك ، الذي لا يحتوي على أي أكسجين.

بعد ذلك ، حمض الهيدروكلوريك أقوى من H₂SW₄ لأن ذرة الكلور أكثر إلكترونيا من ذرة الكبريت ؛ و H₂SW₄ بدوره يتجاوز الحموضة إلى CH₃C₆H₄SO₃H ، التي تحتوي على ذرة واحدة من الأكسجين أقل وتكون الرابطة التي تربط الهيدروجين معًا أقل قطبية.

وأخيرا ، فإن HNO₃ هي الأضعف من نوعها لوجود ذرة النيتروجين ، وهي الفترة الثانية من الجدول الدوري.

مراجع

1. جامعة Shmoop. (2018). الخصائص التي تحدد قوة الحمض. تم الاسترجاع من: shmoop.com
2. كتب ويكي. (2018). كيمياء عامة / خواص ونظريات الأحماض والقواعد. تم الاسترجاع من: en.wikibooks.org
3. معلومات الحموض (2018). حمض الهيدروكلوريك: خصائص وتطبيقات هذا المحلول. تم الاسترجاع من: acidos.info
4. Helmenstine ، آن ماري ، دكتوراه (22 يونيو 2018). تعريف حمض قوي وأمثلة. تم الاسترجاع من thinkco.com
5. بياض ، ديفيس ، بيك وستانلي. (2008). الكيمياء. (الطبعة الثامنة). CENGAGE التعلم.