- Що таке слабкі кислоти?
- Дисоціація слабких кислот
- Властивості
- Полярність та індуктивний ефект
- Атомний радіус і міцність зв'язку
- Приклади слабких кислот
- Список літератури
Ці слабкі кислоти лише частково дисоціює в воді. Після їх дисоціації розчин, де вони виявляються, досягає рівноваги, і спостерігається одночасно присутня кислота та її кон'югат. Кислоти - це молекули або іони, які можуть дарувати іон гідронію (Н + ) або утворювати ковалентний зв’язок з парою електронів.
Вони в свою чергу можна класифікувати за силою: сильні кислоти та слабкі кислоти. Якщо говорити про міцність кислоти, то ця властивість вимірює ступінь іонізації цих видів; тобто здатність або схильність кислоти втрачати протон.
Графік специфікації для слабкої кислоти, яка дисоціює HA + H2O ↔ A- + H3O +
Сильна кислота - це та, яка повністю дисоціює за наявності води; тобто один моль сильної кислоти, розчиненої у воді, призведе до відокремлення однієї молі Н + та одного моля кон'югату основи А - .
Що таке слабкі кислоти?
Слабкі кислоти, як було сказано вище, - це ті, які частково дисоціюють у воді. Більшість кислот є слабкими кислотами і характеризуються виділенням лише декількох атомів водню в розчин, де вони знаходяться.
Коли слабка кислота дисоціює (або іонізує), відбувається явище хімічної рівноваги. Це явище - стан, в якому обидва види (тобто реактиви та продукти) присутні в концентраціях, які, як правило, не змінюються з часом.
Цей стан виникає, коли швидкість прямої реакції дорівнює швидкості зворотної реакції. Тому ці концентрації ні збільшуються, ні знижуються.
Класифікація "слабкої" у слабкій кислоті не залежить від її дисоціаційної здатності; кислота вважається слабкою, якщо менше ніж 100% її молекули або іона повністю дисоціює у водному розчині. Тому існує також ступінь дисоціації між самими слабкими кислотами, що називається константа дисоціації кислоти Ka.
Чим сильніше кислоти, тим вище її значення Ka. Найсильнішою слабкою кислотою є іон гідронію (H 3 O + ), який вважається кордоном між слабкими та сильними кислотами.
Дисоціація слабких кислот
Слабкі кислоти іонізуються неповно; тобто, якщо ця слабка кислота представлена в загальній формулі розчину як НА, то утворений водний розчин буде містити значну кількість нерозчленованих НА.
Слабкі кислоти дотримуються наступної схеми при дисоціації, де Н + - іон гідронію в даному випадку, а А - являє собою кон'югатну основу кислоти.
Сила слабкої кислоти представлена як константа рівноваги або як відсоток дисоціації. Як було сказано раніше, вираз Ka - константа дисоціації кислоти, і це пов'язано з концентраціями реагентів і продуктів в рівновазі наступним чином:
Ка = /
Чим вище значення Ka, тим більше буде сприятливим утворення Н + , і нижчий pH розчину. Ка слабких кислот коливається між значеннями від 1,8 × 10 -16 до 55,5. Ті кислоти, що мають вміст Ka менше 1,8 × 10 -16, мають меншу міцність кислоти, ніж вода.
Інший метод, що використовується для вимірювання міцності кислоти, - це вивчення її відсотка дисоціації (α), який коливається від 0% <α <100%. Визначається як:
α = / +
На відміну від Ka, α не є постійною і буде залежати від значення. Загалом, значення α збільшуватиметься як значення. У цьому сенсі кислоти стають сильнішими залежно від ступеня їх розведення.
Властивості
Існує ряд властивостей, які визначають міцність кислоти і роблять її більш-менш міцною. Серед цих властивостей - полярність та індуктивний ефект, атомний радіус та міцність зв'язку.
Полярність та індуктивний ефект
Полярність відноситься до розподілу електронів у зв’язку, що є областю між двома атомними ядрами, де діляться пари електорів.
Чим більше подібний електронегативність між двома видами, тим еквівалентніше ділення електронів; але чим більше електронегативність відрізняється, тим більше часу електронів витратить в одній молекулі, ніж в іншій.
Водень - електропозитивний елемент, і чим вище електронегативність елемента, до якого він зв’язується, тим вище кислотність утворюється сполуки. З цієї причини кислота буде сильнішою, якщо вона відбудеться між водневою зв’язкою та більш електронегативним елементом.
Крім того, індуктивний ефект означає, що водень не потребує безпосереднього приєднання до електронегативного елемента для з'єднання для підвищення його кислотності. Через це деякі ізомери речовин є більш кислими, ніж інші, залежно від конфігурації їх атомів у молекулі.
Атомний радіус і міцність зв'язку
Міцність зв’язку, який зв’язує водень з атомом, який керує кислотою, є ще одним важливим фактором визначення кислотності молекули. Це, у свою чергу, залежить від розміру атомів, які поділяють зв’язок.
Для кислоти під назвою HA, чим більше ви збільшуєте розмір її атома А, тим більше зменшуватиметься сила її зв’язку, тому цей зв’язок буде легше розірватися; це робить молекулу більш кислою.
Атоми з більш високими атомними радіусами принесуть користь кислотності завдяки цій деталі, оскільки їх зв’язок з воднем буде менш міцним.
Приклади слабких кислот
Існує велика кількість слабких кислот (найбільше кислот). До них належать:
- Сірчана кислота (H 2 SO 3 ).
- Фосфорна кислота (H 3 PO 4 ).
- Азотна кислота (HNO 2 ).
- Фтороводородна кислота (HF).
- Оцтова кислота (CH 3 COOH).
- Вуглекислота (H 2 CO 3 ).
- Бензойна кислота (C 6 H 5 COOH).
Список літератури
- Слабка кислота. (sf). Отримано з en.wikipedia.org
- Основна біохімія. (sf). Отримано з wiley.com
- CliffNotes. (sf). Отримано з cliffsnotes.com
- Наука, Ф. о. (sf). Університет Ватерлоо. Отримано з science.uwaterloo.ca
- Anne Marie Helmenstine, P. (nd). ДумкаCo. Отримано з thinkco.com