Τι είναι ένα μη οξειδωτικό οξύ;

Οι αντιδράσεις οξέος-βάσης και οι αντιδράσεις οξείδωσης-αναγωγής είναι δύο κοινές και πολύ διαφορετικές κατηγορίες χημικών αντιδράσεων. Ενώ οι αντιδράσεις οξέος-βάσης περιλαμβάνουν ιοντικές ανταλλαγές μεταξύ ενός όξινου είδους και ενός βασικού είδους χωρίς καμία αλλαγή στις καταστάσεις οξείδωσης οποιουδήποτε εμπλεκόμενου ατόμου, οι αντιδράσεις οξείδωσης-αναγωγής περιλαμβάνουν ανταλλαγή ηλεκτρονίων που επηρεάζει τις καταστάσεις οξείδωσης.

Εκτός από αυτή τη θεμελιώδη διαφορά, οι αντιδράσεις οξέος-βάσης και οξείδωσης-αναγωγής περιλαμβάνουν επίσης διαφορετικούς τύπους χημικών αντιδραστηρίων. Τα οξεοβασικά απαιτούν την παρέμβαση οξέων και βάσεων, ενώ τα οξειδωτικά-αναγωγικά οξειδωτικά και αναγωγικά. Υπάρχουν μερικές χημικές ενώσεις που μπορούν να συμμετέχουν και στα δύο είδη χημικών αντιδράσεων , ενώ μια άλλη ομάδα ενώσεων μπορεί να συμμετέχει μόνο σε ένα από τα δύο. Τα μη οξειδωτικά οξέα είναι ένα παράδειγμα χημικών ουσιών που ανήκουν σε αυτή τη δεύτερη ομάδα.

Για να κατανοήσουμε τι σημαίνει για μια ουσία να είναι ένα μη οξειδωτικό οξύ, πρέπει πρώτα να καταλάβουμε τι είναι οξύ και τι οξειδωτικό.

Τι είναι ένα οξύ;

Υπάρχουν πολλές διαφορετικές έννοιες οξέων και βάσεων. Από την άποψη της οξεοβασικής θεωρίας του Arrhenius, ένα οξύ είναι μια ουσία ικανή να ιονίζεται σε υδατικό διάλυμα, απελευθερώνοντας ιόντα Η ⁺ (πρωτόνια) στο διάλυμα. Από την άποψη της θεωρίας Brønsted και Lowry, τα οξέα είναι εκείνες οι ουσίες που είναι ικανές να δώσουν ένα πρωτόνιο σε μια βάση. ενώ η θεωρία Lewis ορίζει τα οξέα ως χημικά είδη με έλλειψη ηλεκτρονίων ικανά να λάβουν ένα ζεύγος ηλεκτρονίων σε έναν δοτικό ομοιοπολικό δεσμό.

Από όλους τους ορισμούς, ο Lewis’s είναι ο ευρύτερος και είναι αυτός που περιλαμβάνει όλες τις ουσίες που γνωρίζουμε ως οξέα. Η έννοια υπονοεί ότι για να δράσει μια ουσία ως οξύ πρέπει να αντιδράσει με μια άλλη που λειτουργεί ως βάση.

Τι είναι ο οξειδωτικός παράγοντας;

Οι οξειδωτικοί παράγοντες είναι ουσίες ικανές να απομακρύνουν ένα ή περισσότερα ηλεκτρόνια από μια άλλη χημική ουσία. Κατά τη διάρκεια της διαδικασίας, ο οξειδωτικός παράγοντας ανάγεται, ενώ η άλλη ουσία (που ονομάζεται αναγωγικός παράγοντας) οξειδώνεται. Με άλλα λόγια, οι οξειδωτικοί παράγοντες είναι ουσίες ικανές να οξειδώνουν άλλες ουσίες, και από αυτή την ιδιότητα παίρνουν το όνομά τους.

Το κύριο χαρακτηριστικό ενός καλού οξειδωτικού παράγοντα είναι ότι έχει υψηλό δυναμικό αναγωγής. Αυτό δείχνει ότι έχουν έντονη τάση μείωσης, κάτι που με τη σειρά του σημαίνει ότι έχουν μεγάλη ικανότητα να οξειδώνουν άλλα είδη.

Τι είναι ένα μη οξειδωτικό οξύ;

Με βάση τις προηγούμενες έννοιες, μπορούμε να δημιουργήσουμε έναν γενικό ορισμό του τι είναι ένα μη οξειδωτικό οξύ . Με αυτή την έννοια, μπορούμε να πούμε ότι ένα μη οξειδωτικό οξύ είναι κάθε χημική ουσία ικανή να δώσει ένα πρωτόνιο σε άλλο ή ικανή να δεχτεί ένα ζεύγος ηλεκτρονίων με τη μορφή ενός δοτικού ομοιοπολικού δεσμού, αλλά που δεν έχει την τάση να μειώνει ή οξειδώνονται σε άλλα χημικά είδη . Με άλλα λόγια, ένα μη οξειδωτικό οξύ είναι ένα οξύ με σχετικά χαμηλό δυναμικό αναγωγής.

Θα πρέπει να δοθεί προσοχή με αυτόν τον ορισμό, καθώς μπορεί να είναι παραπλανητικός. Όλα τα οξέα Arrhenius ή Brønsted και Lowry παράγουν πρωτόνια ή ιόντα Η ⁺και αυτά μπορούν να αναχθούν σε μοριακό υδρογόνο, δρώντας έτσι ως οξειδωτικοί παράγοντες. Από αυτή την άποψη, θα μπορούσαμε τότε να πούμε ότι όλα τα οξέα Arrhenius ή Brønsted και Lowry είναι οξειδωτικά οξέα. Ωστόσο, αυτό δεν θεωρείται έτσι. Προς αποφυγή σύγχυσης, ως οξειδωτικά οξέα θεωρούνται εκείνα που, σε διάλυμα, παράγουν ορισμένα είδη των οποίων το δυναμικό αναγωγής είναι μεγαλύτερο από αυτό του υδρογόνου. Εφόσον τα δυναμικά αναγωγής μετρώνται με βάση το τυπικό ηλεκτρόδιο υδρογόνου, στο οποίο αποδίδεται τιμή μηδέν εξ ορισμού, η έννοια του οξειδωτικού παράγοντα ερμηνεύεται εκ νέου ως ουσία που έχει θετικό δυναμικό αναγωγής.

Μπορούμε, λοιπόν, να ορίσουμε ένα μη οξειδωτικό οξύ ως κάθε χημική ουσία ικανή να δώσει ένα πρωτόνιο σε άλλο ή ικανή να δεχτεί ένα ζεύγος ηλεκτρονίων με τη μορφή ενός δοτικού ομοιοπολικού δεσμού και που δεν δημιουργεί κανένα είδος με θετικό ή αρνητικό δυναμικό μείωσης μεγαλύτερο από αυτό του υδρογόνου .

Χαρακτηριστικά των μη οξειδωτικών οξέων

Τα μη οξειδωτικά οξέα έχουν τα γενικά χαρακτηριστικά των οξέων και κάποια άλλα που τα καθιστούν μη οξειδωτικά. Αυτά τα χαρακτηριστικά είναι:

• Είναι ουσίες με ξινή γεύση.
• Γενικά είναι διαλυτά στο νερό.
• Παράγουν υδατικά διαλύματα με όξινο pH (λιγότερο από 7).
• Μπορούν να είναι τόσο ισχυρά όσο και αδύναμα οξέα.
• Δεν έχουν καμία τάση να μαζεύουν ηλεκτρόνια ή να συρρικνώνονται.
• Δεν παράγουν ιόντα με δυναμικό αναγωγής μεγαλύτερο ή ίσο με μηδέν.
• Δεν μειώνονται εύκολα.
• Μπορεί να είναι διαβρωτικά και ερεθιστικά για το δέρμα και άλλους οργανικούς ιστούς.
• Μπορούν να αντιδράσουν με ενεργά μέταλλα για να παράγουν αέριο υδρογόνο.

Γιατί κάποια οξέα είναι οξειδωτικά και άλλα όχι;

Ο λόγος που υπάρχουν οξειδωτικά οξέα και μη οξειδωτικά οξέα είναι απλώς ότι η οξύτητα και το αναγωγικό δυναμικό δεν σχετίζονται απαραίτητα μεταξύ τους. Η οξύτητα είναι συνάρτηση της σταθερότητας ενός οξέος σε σχέση με τη σταθερότητα της συζυγούς βάσης του. Ουσίες που είναι πολύ όξινες είτε έχουν πολύ ασταθείς δομές που σταθεροποιούνται κατά τη μετατροπή στη συζυγή βάση είτε σχηματίζουν συζευγμένες βάσεις που είναι ιδιαίτερα σταθερές. ή και τα δύο μπορούν επίσης να συμβούν ταυτόχρονα.

Αντίθετα, η ικανότητα μιας ουσίας να συμπεριφέρεται ως οξειδωτικός παράγοντας εξαρτάται από το δυναμικό αναγωγής και τη σταθερότητα του ανηγμένου είδους, το οποίο είναι διαφορετικό από τη συζευγμένη βάση.

Δύο ενδεικτικά παραδείγματα της διαφοράς μεταξύ οξειδωτικών και μη οξειδωτικών οξέων

Πολλά ανόργανα οξέα είναι ισχυρά οξέα και ταυτόχρονα καλοί οξειδωτικοί παράγοντες. Χαρακτηριστικό παράδειγμα είναι το νιτρικό οξύ (HNO ₃ ), το οποίο, όταν διασπάται στο νερό, παράγει νιτρικά ιόντα (NO ₃ ^– ) που μπορούν εύκολα να αναχθούν σε μονοξείδιο του αζώτου (NO). Το νιτρικό είναι καλό οξειδωτικό, καθώς έχει θετικό δυναμικό μείωσης +1,10 V, το οποίο είναι σχετικά υψηλό.

Ο λόγος που το νιτρικό είναι καλός οξειδωτικός παράγοντας είναι επειδή, σε όλες τις σταθερές δομές συντονισμού αυτού του ιόντος, το κεντρικό άτομο αζώτου φέρει θετικό τυπικό φορτίο, παρά το γεγονός ότι το άζωτο είναι ένα εξαιρετικά ηλεκτραρνητικό στοιχείο. Αυτό κάνει το άζωτο να έχει μια ισχυρή τάση να παίρνει ηλεκτρόνια και να μειώνει.

Αυτό έρχεται σε αντίθεση με το υδροχλωρικό οξύ (HCl), το οποίο είναι επίσης ένα ισχυρό ανόργανο οξύ αλλά δεν είναι οξειδωτικός παράγοντας. Η συζευγμένη βάση του υδροχλωρικού οξέος, δηλαδή το ιόν χλωρίου (Cl ^– ) έχει την πλήρη οκτάδα του και επίσης έχει αρνητικό φορτίο σε ένα εξαιρετικά ηλεκτραρνητικό άτομο, που είναι η ιδανική κατάσταση. Στην πραγματικότητα, το χλώριο δεν μπορεί να αναχθεί πέρα ​​από το ιόν χλωρίου, επομένως είναι αδύνατο για το HCl να δράσει ως οξειδωτικός παράγοντας (εκτός εάν το H+ είναι το οξειδωτικό, ^αλλά όπως είδαμε νωρίτερα, το H+ δεν μετράει).

Παραδείγματα μη οξειδωτικών οξέων

Υπάρχουν πολλά μη οξειδωτικά οξέα. Τα περισσότερα οργανικά οξέα είναι μη οξειδωτικά, ενώ όλα τα υδροξέα είναι επίσης μη οξειδωτικά. Παρακάτω είναι μια λίστα με 13 μη οξειδωτικά οξέα που χρησιμοποιούνται συνήθως στο εργαστήριο.

βιβλιογραφικές αναφορές

CAMEO Chemicals. (ν.δ.). Οξέα, Ισχυρά μη οξειδωτικά . ΚΑΜΕΑ. https://cameochemicals.noaa.gov/react/1

Chang, R. (2008). Physical Chemistry for the Chemical and Biological Sciences (3η έκδ.). ΕΚΠΑΙΔΕΥΣΗ MCGRAW HILL.

M Olmo, RN (nd). Δυνατότητες Οξείδωσης-Μείωσης . Υπερφυσική. http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbasees/Chemical/redoxp.html

New Jersey Institute of Technology. (ν.δ.). Οξέα (Μη Οξειδωτικά) . NJIT.EDU. https://www.njit.edu/environmentalsafety/sites/njit.edu.environmentalsafety/files/Acids_%28Non-Oxidizing%292-fillable-logoFix_0.pdf

Αντίδραση οξέος-βάσης | Σαφής ορισμός του . (2016, 11 Μαΐου). i-sciences.com. https://www.i-ciencias.com/pregunta/46889/definicion-clara-de-un-quotacido-no-oxidantequot

Έννοιες (2015, 30 Ιανουαρίου). Οξειδωτική έννοια . Έννοιες. https://www.meanings.com/oxidant/

Arrhenius Θεωρία Οξέων και Βάσεων . (2015, 21 Μαΐου). Chemicals.Net. https://www.quimicas.net/2015/05/arrhenius-theory-of-acids-y-bases.html