De syror de är föreningar med hög tendens att donera protoner eller acceptera ett par elektroner. Det finns många definitioner (Bronsted, Arrhenius, Lewis) som karakteriserar egenskaperna hos syror, och var och en av dem kompletteras för att bygga en global bild av denna typ av föreningar..
Ur ovanstående perspektiv kan alla kända ämnen vara sura, men endast de som sticker ut långt över de andra anses vara sådana. Med andra ord: om ett ämne är en extremt svag protondonator, jämfört med till exempel vatten, kan man säga att det inte är en syra.
I detta fall är exakt vilka syror och deras naturliga källor? Ett typiskt exempel på dem finns i många frukter: som citrus. Lemonader har sin karakteristiska smak på grund av citronsyra och andra komponenter.
Tungan kan upptäcka närvaron av syror, precis som med andra smaker. Beroende på surhetsnivån hos dessa föreningar blir smaken mer oacceptabel. På detta sätt fungerar tungan som en organoleptisk mätare för koncentrationen av syror, speciellt koncentrationen av hydroniumjon (H3ELLER+).
Å andra sidan finns syror inte bara i livsmedel utan också i levande organismer. På samma sätt innehåller jordar ämnen som kan karakterisera dem som sura; sådant är fallet med aluminium och andra metallkatjoner.
Artikelindex
Vilka egenskaper måste en förening ha, enligt befintliga definitioner, för att betraktas som sur??
Måste kunna generera H-joner+ och OH- när det löses upp i vatten (Arrhenius) måste det mycket enkelt donera protoner till andra arter (Bronsted) eller slutligen måste det kunna acceptera ett par elektroner, ladda sig negativt (Lewis).
Dessa egenskaper är emellertid nära relaterade till den kemiska strukturen. Genom att lära sig att analysera det är det därför möjligt att härleda dess surhetsstyrka eller av ett par föreningar, vilken av de två är den suraste..
Syror har en smak, värt redundansen, syran och deras lukt brinner ofta näsborrarna. De är vätskor med en klibbig eller oljig konsistens och har förmågan att ändra färgen på lakmuspapper och metylorange till rött (Egenskaper för syror och baser, S.F.).
År 1923 introducerade den danska kemisten Johannes Nicolaus Brønsted och den engelska kemisten Thomas Martin Lowry teorin om Brønsted och Lowry om att vilken förening som helst som kan överföra en proton till någon annan förening är en syra (Encyclopædia Britannica, 1998). Till exempel när det gäller saltsyra:
HCl → H+ + Cl-
Brønsted och Lowrys teori förklarade inte vissa substansers sura beteende. 1923 introducerade den amerikanska kemisten Gilbert N. Lewis sin teori, där en syra betraktas som vilken som helst förening som i en kemisk reaktion kan förena ett par elektroner som inte delas i en annan molekyl (Encyclopædia Britannica, 1998).
På detta sätt kan joner som Cutvå+, trotvå+ och tron3+ De har förmågan att binda med par fria elektroner, till exempel från vatten för att producera protoner på vägen:
Cutvå+ + 2HtvåO → Cu (OH)två + 2H+
För metanmolekylen, CH4, ingen av dess väten är elektroniskt bristfällig. Detta beror på att elektronegativitetsskillnaden mellan kol och väte är mycket liten. Men om en av H-atomerna ersattes med en av fluor, skulle det bli en märkbar förändring i dipolmomentet: HtvåFC-H.
H den upplever en förskjutning av sitt elektronmoln mot den intilliggande atomen bunden till F, vilken är densamma, ökar +. Återigen, om en annan H ersätts med en annan F, skulle molekylen se ut som: HFtvåC-H.
Nu är δ + ännu högre, eftersom de är två högelektronegativa F-atomer, som subtraherar elektrontätheten från C, och den senare följaktligen från C H. Om substitutionsprocessen fortsatte skulle den äntligen uppnås: F3C-H.
I denna sista molekyl H presenterar, som en följd av de tre angränsande F-atomerna, en markant elektronisk brist. Denna δ + går inte obemärkt förbi av någon art som är rik på elektroner för att ta bort detta H och därmed F3CH blir negativt laddade:
F3C-H + : N- (negativ art) => F3C:- + HN
Ovanstående kemiska ekvation kan också betraktas på detta sätt: F3CH donerar en proton (H.+, de H en gång lossad från molekylen) a: N; o, F3CH får ett par elektroner från H som ett annat par donerades till det senare från: N-.
Hur mycket F3C:- finns det i lösningen? Eller hur många molekyler av F3CH kan donera vätesyra till N? För att svara på dessa frågor är det nödvändigt att bestämma koncentrationen av F3C:- eller från HN och, med hjälp av en matematisk ekvation, fastställa ett numeriskt värde som kallas surhetskonstanten, Ka.
Ju fler molekyler av F3C:- eller HN produceras, desto mer syra blir F3CH och större dess Ka. På detta sätt hjälper Ka till att klargöra, kvantitativt, vilka föreningar som är surare än andra; och på samma sätt kasserar den som syror de vars Ka är av extremt liten ordning.
Vissa Ka kan ha värden runt 10-1 och 10-5, och andra, värderar miljondelar mindre som 10-femton och 10-35. Det kan sedan sägas att de senare, med nämnda surhetskonstanter, är extremt svaga syror och kan kasseras som sådana..
Så vilken av följande molekyler har den högsta Ka: CH4, CH3F, CHtvåFtvå eller CHF3? Svaret ligger i bristen på elektrontäthet, δ +, i deras väten..
Men vad är kriterierna för att standardisera Ka-mätningar? Dess värde kan variera enormt beroende på vilken art som får H+. Till exempel, om: N är en stark bas kommer Ka att vara stor; men om det tvärtom är en mycket svag bas kommer Ka att vara liten.
Ka-mätningar görs med den vanligaste och svagaste av alla baser (och syror): vatten. Beroende på graden av donation av H+ till H-molekylertvåEller vid 25 ° C och vid ett tryck av en atmosfär fastställs standardförhållandena för att bestämma surhetskonstanterna för alla föreningar.
Av detta uppstår en repertoar av tabeller med surhetskonstanter för många föreningar, både oorganiska och organiska..
Syror har starkt elektronegativa atomer eller enheter (aromatiska ringar) i sina kemiska strukturer som lockar elektrontätheter från omgivande väten, vilket gör att de blir delvis positiva och reaktiva mot en bas.
När protonerna donerar, blir syran till en konjugatbas; det vill säga en negativ art som kan acceptera H+ eller donera ett par elektroner. I exemplet med CF-molekylen3H dess konjugatbas är CF3-:
CF3- + HN <=> CHF3 + : N-
Ja CF3- är en mycket stabil konjugatbas, kommer jämvikten att flyttas mer åt vänster än till höger. Ju mer stabil den är, desto mer reaktiv och sur blir syran..
Hur vet du hur stabila de är? Allt beror på hur de hanterar den nya negativa laddningen. Om de kan avlokalisera den eller diffundera den ökande elektrontätheten effektivt, kommer den inte att vara tillgänglig för användning vid bindning med basen H..
Inte alla syror har elektronbristade väten, men de kan också ha andra atomer som kan ta emot elektroner, med eller utan en positiv laddning..
Hur är detta? Till exempel i bortrifluorid, BF3, B-atomen saknar en oktens av valens, så den kan bilda en bindning med vilken atom som helst som ger den ett par elektroner. Om en anjon F- runt sin närhet inträffar följande kemiska reaktion:
BF3 + F- => BF4-
Å andra sidan är fria metallkatjoner, såsom Al3+, Zntvå+, Na+, etc. betraktas som sura, eftersom de från sin miljö kan acceptera dativa (koordinerings) bindningar av elektronrika arter. De reagerar också med OH-joner- att fälla ut som metallhydroxider:
Zntvå+(aq) + 2OH-(ac) => Zn (OH)två(s)
Alla dessa är kända som Lewis-syror, medan de som donerar protoner är Bronsted-syror..
Mer specifikt, när en syra löses i något lösningsmedel (som inte neutraliserar den märkbart), genererar den lösningar med ett pH-värde lägre än 3, även om de under 7 anses vara mycket svaga syror..
Detta kan verifieras med hjälp av en syrabasindikator, såsom fenolftalein, universalindikator eller lila kåljuice. De föreningar som förvandlar färgerna till de som anges för lågt pH behandlas som syror. Detta är ett av de enklaste testerna för att bestämma närvaron av dem..
Detsamma kan till exempel göras för olika jordprover från olika delar av världen och därmed bestämma deras pH-värden för att tillsammans med andra variabler karakterisera dem..
Och slutligen har alla syror sura smaker så länge de inte är så koncentrerade att de irreversibelt bränner tungans vävnader..
Arrhenius föreslår i sin teori att syror, genom att kunna generera protoner, reagerar med hydroxylen av baserna för att bilda salt och vatten på följande sätt:
HCl + NaOH → NaCl + HtvåELLER.
Denna reaktion kallas neutralisering och är grunden för den analytiska teknik som kallas titrering (Bruce Mahan, 1990).
Syror klassificeras i starka syror och svaga syror. Styrkan hos en syra är associerad med dess jämviktskonstant, så när det gäller syror kallas dessa konstanter surhetskonstanter Ka.
Således har starka syror en stor syrakonstant så att de tenderar att dissocieras helt. Exempel på dessa syror är svavelsyra, saltsyra och salpetersyra, vars syrakonstanter är så stora att de inte kan mätas i vatten..
Å andra sidan är en svag syra en vars dissociationskonstant är låg så den är i kemisk jämvikt. Exempel på dessa syror är ättiksyra och mjölksyra och salpetersyra vars surhetskonstanter är i storleksordningen 10-4. Figur 1 visar de olika surhetskonstanterna för olika syror.
Alla vätehalogenider är sura föreningar, särskilt när de löses i vatten:
-HF (fluorvätesyra).
-HCl (saltsyra).
-HBr (bromvätesyra).
-HI (jodsyra).
Oxosyror är de protonerade formerna av oxoanjoner:
HNO3 (salpetersyra).
HtvåSW4 (svavelsyra).
H3PO4 (fosforsyra).
HClO4 (Perklorsyra).
Super-syror är blandningen av en stark Bronsted-syra och en stark Lewis-syra. När de väl är blandade bildar de komplexa strukturer där, enligt vissa studier, H+ "Hoppa" inuti dem.
Deras frätande kraft är sådan att de är miljarder gånger starkare än HtvåSW4 koncentrerad. De används för att spricka stora molekyler som finns i råolja, till mindre, grenade molekyler och med stort ekonomiskt mervärde..
-BF3/ HF
-SbF5/ HF
-SbF5/ HSO3F
-CF3SW3H
Organiska syror kännetecknas av att de har en eller flera karboxylgrupper (COOH), och bland dem är:
-Citronsyra (finns i många frukter)
-Äppelsyra (från gröna äpplen)
-Ättiksyra (från kommersiell vinäger)
-Smörsyra (från harskt smör)
-Vinsyra (från viner)
-Och fettsyrafamiljen.
Ingen har kommenterat den här artikeln än.