Det er vigtigt at kunne identificere stærke syrer fra svage, både til akademiske formål og når vi bruger dem i laboratoriet. Stærke syrer er meget sjældne, så en af de nemmeste måder at skelne dem fra de svage på er at huske, hvad de er. Enhver anden syre, der ikke er angivet, vil være en svag syre.
Nøgleaspekter af stærke syrer og svage syrer
- Stærke syrer dissocierer fuldstændigt i vandige opløsninger, så alle deres molekyler mister mindst én proton (H + ), der danner en hydroniumion (H 3 O + ) med vandmolekylet, mens svage syrer kun dissocierer delvist.
- De stærke syrer er meget få, der er kun syv stærke uorganiske syrer, så for let at skelne dem fra de svage, kan de udenad; hvis det ikke er anført, vil det være en svag syre.
- Stærke syrer er saltsyre (HCl), salpetersyre (HNO3 ) , svovlsyre (H2SO4 ) , hydrogenbromidsyre ( HBr ) , jodbrintesyre (HI), perchlorsyre ( HClO4 ) og klorsyre (HClO3 ) .
- Den eneste svage syre, der dannes ved reaktionen af et halogenelement, er flussyre (HF). Mens det teknisk set er en svag syre, er flussyre meget ætsende.
stærke syrer
Stærke syrer dissocierer fuldstændigt i vandige opløsninger, hvor hvert molekyle frigiver mindst én proton (H + kation ), som danner en hydroniumion (H 3 O + ) med vandmolekylet. De mest almindelige uorganiske stærke syrer er syv.
- Saltsyre (HCl)
- Salpetersyre ( HNO3 )
- Svovlsyre (H 2 SO 4 )
- Hydrobromidsyre (HBr)
- Hydrojodsyre (HI)
- Perchlorsyre (HClO 4 )
- Klorsyre (HClO 3 )
De følgende eksempler er typiske ioniseringsreaktioner af stærke syrer i vandige opløsninger.
HCl → H + + Cl –
HNO 3 → H + + NO 3 –
H 2 SO 4 → 2H + + SO 4 –
Det er nødvendigt at gøre det klart, at i disse reaktioner har hydrogenionerne en positiv ladning, de er kationer, og at reaktionsretningen kun er mod produkterne, hvilket indikerer, at alle reaktantmolekylerne dissocierer.
svage syrer
Svage syrer dissocierer ikke fuldstændigt i vandige opløsninger; det vil sige, at et vist antal reaktantmolekyler forbliver med deres oprindelige sammensætning. Dette er tilfældet med flussyre (HF). Der er meget flere svage syrer end stærke. De fleste organiske syrer er svage, med nogle få undtagelser såsom p-toluensulfonsyre, som dissocierer en del, men ikke helt. Nogle svage syrer er anført nedenfor i rækkefølge efter faldende surhedsgrad.
- HO 2 C 2 O 2 H – oxalsyre
- H 2 SO 3 – svovlsyrling
- HSO 4 – – hydrogensulfat-ion
- H 3 PO 4 – fosforsyre
- HNO 2 – salpetersyrling
- HF – flussyre
- HCO 2 H – methansyre
- C 6 H 5 COOH – benzoesyre
- CH 3 COOH – eddikesyre
- HCOOH – myresyre
Et eksempel på en svag syreioniseringsreaktion er eddikesyre, som genererer hydroniumkationer og acetatanioner.
CH 3 COOH + H 2 O ⇆ H 3 O + + CH 3 COO –
Det er bemærkelsesværdigt, at i dette tilfælde, i modsætning til stærke syrer, sker reaktionen i begge retninger, som angivet med dobbeltpilen. I dette tilfælde, fordi den omvendte reaktion er mere sandsynlig, dissocierer kun omkring 1% af eddikesyremolekylerne, mens resten forbliver i deres oprindelige sammensætning.
Hvordan man skelner mellem stærke syrer og svage syrer
Værdien af ligevægtskonstanten for dissociationsreaktionen angiver, om en syre er stærk eller svag . Det vil sige, at syredissociationskonstanten Ka er ligevægtskonstanten for syredissociationsreaktionen i et vandigt medium (den logaritmiske parameter bruges også, pKa = -logKa ) . Værdien af Ka er stor for stærke syrer (og værdien af pKa er lille); i svage syrer er værdien af Ka lille (og værdien af pKa er stor).
Stærk eller svag i forhold til koncentreret eller fortyndet
Man skal passe på ikke at forveksle udtrykkene stærk og svag med koncentreret og fortyndet. En koncentreret syre har en stor mængde syre i den vandige opløsning; en fortyndet har en lille mængde syre. For eksempel, hvis du har 12M eddikesyre (12 mol pr. liter koncentration) af en syre, har du en stærk opløsning, men syren er stadig svag. En 0,0005 M saltsyreopløsning (0,0005 mol pr. liter koncentration) er en fortyndet opløsning, men syren er stadig stærk.
Forskellen mellem stærk og ætsende
Det er muligt at drikke fortyndet eddikesyre (hvilket faktisk er eddike), men at drikke den samme koncentration af svovlsyre ville give en enorm kemisk forbrænding. Udtrykket ætsende (i dette tilfælde er det svovlsyre) refererer til den skade, som syren danner i det materiale, som den kommer i kontakt med, mens den er stærk eller svag er karakteristisk for syren. Selvom syrer ofte er ætsende, er nogle carboraner meget stærke syrer, meget stærkere end svovlsyre, men kan holdes i hånden uden at skade huden, mens flussyre, selv en svag syre, ville ødelægge væv. hånd i hånd med minimal kontakt .
Kilder
- Housecroft, CE Uorganisk kemi . (anden udgave) Prentice Hall. Sharpe, AG (2004). ISBN 978-0-13-039913-7.
- Porterfield, William W. Uorganisk kemi. (1984). Addison-Wesley. ISBN 0-201-05660-7.
- Trummal, A., Lipping, L., et al. Surhed af stærke syrer i vand og dimethylsulfoxid . J. Phys. Chem. A. 120(20) (2016) 3663-3669. doi:10.1021/acs.jpca.6b02253
