- Что такое слабые кислоты?
- Диссоциация слабых кислот
- свойства
- Полярность и индуктивный эффект
- Атомный радиус и прочность связи
- Примеры слабых кислот
- Ссылки
Эти слабые кислоты лишь частично диссоциирует в воде. После их диссоциации раствор, в котором они находятся, достигает равновесия, и одновременно наблюдаются кислота и ее сопряженное основание. Кислоты - это молекулы или ионы, которые могут отдавать ион гидроксония (H + ) или могут образовывать ковалентную связь с парой электронов.
Их, в свою очередь, можно классифицировать по силе: сильные кислоты и слабые кислоты. Когда говорят о силе кислоты, это свойство, которое измеряет степень ионизации этих веществ; то есть способность или склонность кислоты терять протон.
График видообразования слабой кислоты, диссоциирующей HA + H2O ↔ A- + H3O +
Сильная кислота - это кислота, которая полностью диссоциирует в присутствии воды; то есть, один моль сильной кислоты, растворенной в воде, приведет к разделению одного моля H + и одного моля основания конъюгата A - .
Что такое слабые кислоты?
Слабые кислоты, как упоминалось выше, - это те, которые частично диссоциируют в воде. Большинство кислот являются слабыми кислотами, и для них характерно высвобождение только нескольких атомов водорода в раствор, в котором они находятся.
Когда слабая кислота диссоциирует (или ионизирует), возникает явление химического равновесия. Это явление представляет собой состояние, в котором оба вещества (то есть реагенты и продукты) присутствуют в концентрациях, которые не меняются со временем.
Это состояние возникает, когда скорость прямой реакции равна скорости обратной реакции. Следовательно, эти концентрации не увеличиваются и не уменьшаются.
«Слабая» классификация слабой кислоты не зависит от ее способности к диссоциации; кислота считается слабой, если менее 100% ее молекулы или иона не полностью диссоциирует в водном растворе. Следовательно, существует также степень диссоциации между самими слабыми кислотами, называемая константой диссоциации кислоты Ka.
Чем сильнее кислота, тем выше ее значение Ka. Самая сильная слабая кислота - ион гидроксония (H 3 O + ), который считается границей между слабыми и сильными кислотами.
Диссоциация слабых кислот
Слабые кислоты ионизируются неполностью; то есть, если эта слабая кислота представлена в общей формуле раствора как HA, то в образовавшемся водном растворе будет присутствовать значительное количество недиссоциированной HA.
Слабые кислоты при диссоциации следуют следующей схеме, где H + в данном случае представляет собой ион гидроксония, а A - представляет собой сопряженное основание кислоты.
Сила слабой кислоты представлена как константа равновесия или как процент диссоциации. Как указывалось ранее, выражение Ka - это константа диссоциации кислоты, которая связана с концентрациями реагентов и продуктов в равновесии следующим образом:
Ka = /
Чем выше значение Ka, тем больше будет благоприятствовать образование H + и тем ниже будет pH раствора. Ka слабых кислот колеблется от 1,8 × 10 -16 до 55,5. Те кислоты с Ka менее 1,8 · 10 -16 имеют меньшую кислотную силу, чем вода.
Другой метод, используемый для измерения силы кислоты, - это изучение ее процента диссоциации (α), который варьируется от 0% <α <100%. Определяется как:
α = / +
В отличие от Ka, α не является константой и будет зависеть от значения. В общем, значение α будет увеличиваться с увеличением значения. В этом смысле кислоты становятся сильнее в зависимости от степени их разбавления.
свойства
Есть ряд свойств, которые определяют силу кислоты и делают ее более или менее сильной. Среди этих свойств - полярность и индуктивный эффект, атомный радиус и прочность связи.
Полярность и индуктивный эффект
Полярность относится к распределению электронов в связи, которая представляет собой область между двумя атомными ядрами, в которой находится пара избирателей.
Чем более схожа электроотрицательность между двумя видами, тем более эквивалентно обмен электронами; но чем больше различается электроотрицательность, тем больше времени электроны проводят в одной молекуле, чем в другой.
Водород является электроположительным элементом, и чем выше электроотрицательность элемента, с которым он связывается, тем выше кислотность образующегося соединения. По этой причине кислота будет сильнее, если она возникнет между водородной связью и более электроотрицательным элементом.
Кроме того, индуктивный эффект означает, что водород не нужно напрямую присоединять к электроотрицательному элементу, чтобы соединение увеличивало его кислотность. Из-за этого некоторые изомеры веществ более кислые, чем другие, в зависимости от конфигурации их атомов в молекуле.
Атомный радиус и прочность связи
Прочность связи, которая связывает водород с атомом, который управляет кислотой, является еще одним важным фактором в определении кислотности молекулы. Это, в свою очередь, зависит от размера атомов, которые разделяют связь.
Для кислоты, называемой HA, чем больше увеличивается размер ее атома A, тем сильнее уменьшается ее сила связи, поэтому эту связь будет легче разорвать; это делает молекулу более кислой.
Атомы с более высокими атомными радиусами получат преимущество в кислотности благодаря этой детали, поскольку их связь с водородом будет менее прочной.
Примеры слабых кислот
Существует большое количество слабых кислот (больше всего кислот). Это включает:
- Сернистая кислота (H 2 SO 3 ).
- Фосфорная кислота (H 3 PO 4 ).
- Азотистая кислота (HNO 2 ).
- Плавиковая кислота (HF).
- Уксусная кислота (CH 3 COOH).
- Угольная кислота (H 2 CO 3 ).
- Бензойная кислота (C 6 H 5 COOH).
Ссылки
- Слабая кислота. (SF). Получено с en.wikipedia.org
- Основная биохимия. (SF). Получено с wiley.com
- CliffNotes. (SF). Получено с cliffsnotes.com
- Наука, Ф. о. (SF). Университет Ватерлоо. Получено с science.uwaterloo.ca
- Энн Мари Хелменстайн, П. (nd). ThoughtCo. Получено с thinkco.com