A stark syra är vilken förening som helst som kan frigöra protoner eller vätejoner helt och oåterkalleligt, H+. Eftersom de är så reaktiva tvingas ett stort antal arter att acceptera dessa H+; vatten, vars blandning blir potentiellt farlig med enkel fysisk kontakt.
Syran donerar en proton till vatten, som fungerar som en bas för att bilda hydroniumjonen, H3ELLER+. Koncentrationen av hydroniumjonen i en lösning av en stark syra är lika med syrakoncentrationen ([H3ELLER+] = [HAc]).
I den övre bilden finns en flaska saltsyra, HCl, med en koncentration på 12M. Ju högre koncentrationen av en syra (svag eller stark), måste man vara mer försiktig med att hantera den; det är därför flaskan visar piktogram på en hand som skadas av den frätande egenskapen hos en droppe syra som faller på den.
Starka syror är ämnen som måste hanteras med full medvetenhet om deras möjliga effekter; Att arbeta med dem noggrant, deras egenskaper kan användas för flera användningsområden, en av de vanligaste är syntes eller upplösning av prover..
Artikelindex
En stark syra dissocierar eller joniserar 100% i vattenlösning och accepterar ett elektronpar. Dissociationen av en syra kan beskrivas med följande kemiska ekvation:
HAc + HtvåO => A- + H3ELLER+
Där HAc är den starka syran och A.- dess konjugerade bas.
Joniseringen av en stark syra är en process som vanligtvis är irreversibel; i svaga syror, tvärtom är jonisering reversibel. Ekvationen visar att HtvåEller det är den som accepterar protonen; dock kan alkoholer och andra lösningsmedel också.
Denna tendens att acceptera protoner varierar från substans till substans, och således är syrastyrkan för HAc inte densamma i alla lösningsmedel..
PH-värdet för en stark syra är mycket lågt och ligger mellan 0 och 1 pH-enheter. Exempelvis har en 0,1 M HCl-lösning ett pH på 1.
Detta kan demonstreras med formeln
pH = - log [H+]
PH i en 0,1 M HCl-lösning kan beräknas och sedan appliceras
pH = -log (0,1)
Att erhålla ett pH på 1 för 0,1 M HCl-lösningen.
Syrans styrka är relaterad till deras pKa. Hydroniumjonen (H3ELLER+) har till exempel en pKa av -1,74. I allmänhet har starka syror pKa med värden mer negativa än -1,74 och är därför surare än H självt3ELLER+.
PKa uttrycker på ett visst sätt syrans tendens att dissociera. Ju lägre dess värde, desto starkare och mer aggressiv blir syran. Av denna anledning är det bekvämt att uttrycka en syras relativa styrka med värdet av dess pKa.
I allmänhet klassificeras starka syror som frätande. Det finns dock undantag från detta antagande.
Till exempel är fluorvätesyra en svag syra, men ändå är den mycket frätande och kan smälta glas. På grund av detta måste den hanteras i plastflaskor och vid låga temperaturer..
Tvärtom är en syra med stor styrka som karborsuversyra, som trots att den är miljontals gånger starkare än svavelsyra, inte frätande.
När en högerförskjutning inträffar under en period av det periodiska systemet ökar negativiteten hos de element som utgör konjugatbasen.
Att observera period 3 i det periodiska systemet visar till exempel att klor är mer elektronegativt än svavel och i sin tur svavel är mer elektronegativt än fosfor..
Detta är i överensstämmelse med det faktum att saltsyra är starkare än svavelsyra och den senare är starkare än fosforsyra..
Genom att öka elektronegativiteten för den konjugerade basen i syran ökar basens stabilitet och därför minskar dess tendens att omgruppera sig med väte för att regenerera syran..
Andra faktorer måste dock beaktas, eftersom detta inte ensamt är avgörande.
Syrans styrka beror också på radien på dess konjugatbas. Observation av grupp VIIA i det periodiska systemet (halogener) visar att atomradierna för elementen som utgör gruppen har följande förhållande: I> Br> Cl> F.
På samma sätt håller syrorna som bildas samma minskande ordning på styrkan hos syrorna:
HI> HBr> HCl> HF
Sammanfattningsvis ökar styrkan för den syra de bildar på samma sätt när atomradien för elementen i samma grupp i det periodiska systemet ökar..
Detta förklaras av försvagningen av H-Ac-bindningen genom en dålig överlappning av atomorbitalerna som är ojämna i storlek..
Styrkan hos en syra i en serie oxacider beror på antalet syreatomer i konjugatbasen..
De molekyler som har det högsta antalet syreatomer utgör de arter som har den högsta syrahållfastheten. Till exempel salpetersyra (HNO3) är en starkare syra än salpetersyra (HNO)två).
Å andra sidan perklorsyra (HClO4är en starkare syra än klorsyra (HClO)3). Och slutligen är hypoklorsyra (HClO) den lägsta styrkan syra i serien.
Starka syror kan exemplifieras i följande minskande ordning av syrastyrka: HI> HBr> HClO4 > HCl> HtvåSW4 > CH2C3H2SO2H (toluensulfonsyra)> HNO3.
Alla, och de andra som hittills har nämnts, är exempel på starka syror..
HI är starkare än HBr eftersom H-I-bindningen bryts lättare eftersom den är svagare. HBr överträffar HClO i surhet4 för, trots den stora stabiliteten hos anjonen ClO4- genom att avlokalisera den negativa laddningen förblir H-Br-bindningen svagare än O-bindningen3ClO-H.
Emellertid gör närvaron av fyra syreatomer HClO4 surare än HCl, som inte har något syre.
Därefter är HCl starkare än HtvåSW4 eftersom Cl-atomen är mer elektronegativ än svavelens; och HtvåSW4 i sin tur överträffar den CH2C2H2SO2H i surhet, som har en mindre syreatom och bindningen som håller väte tillsammans är också mindre polär.
Slutligen HNO3 Det är det svagaste av allt för att ha kväveatomen, från den andra perioden i det periodiska systemet.
Ingen har kommenterat den här artikeln än.