Hva er en ikke-oksiderende syre?

Syre-basereaksjoner og oksidasjons-reduksjonsreaksjoner er to vanlige og svært forskjellige klasser av kjemiske reaksjoner. Mens syre-base-reaksjoner involverer ioneutveksling mellom en sur art og en basisk art uten noen endring i oksidasjonstilstandene til et atom som er involvert, involverer oksidasjons-reduksjonsreaksjoner en utveksling av elektroner som påvirker oksidasjonstilstandene.

I tillegg til denne grunnleggende forskjellen, involverer syre-base og oksidasjons-reduksjonsreaksjoner også forskjellige typer kjemiske reagenser. De syre-base krever innblanding av syrer og baser, mens de oksidasjonsreduksjon krever oksidasjonsmidler og reduksjonsmidler. Det er noen kjemiske forbindelser som kan delta i begge typer kjemiske reaksjoner , mens en annen gruppe forbindelser bare kan delta i en av de to. Ikke-oksiderende syrer er et eksempel på kjemikalier som tilhører denne andre gruppen.

For å forstå hva det betyr at et stoff er en ikke-oksiderende syre, må vi først forstå hva som er en syre og hva som er en oksidant.

Hva er en syre?

Det er flere forskjellige konsepter av syrer og baser. Fra synspunktet til Arrhenius syre-base teori, er en syre et stoff som er i stand til å ionisere i vandig løsning, og frigjøre H ⁺ ioner (protoner) i løsningen. Fra Brønsted- og Lowry-teoriens synspunkt er syrer de stoffene som er i stand til å donere et proton til en base; mens Lewis-teorien definerer syrer som elektronmangelfulle kjemiske arter som er i stand til å motta et par elektroner i en dativ kovalent binding.

Av alle definisjonene er Lewis den bredeste og er den som omfatter alle stoffene vi kjenner som syrer. Konseptet innebærer at for at et stoff skal fungere som en syre, må det reagere med et annet som fungerer som en base.

Hva er et oksidasjonsmiddel?

Oksidasjonsmidler er stoffer som er i stand til å fjerne ett eller flere elektroner fra et annet kjemisk stoff. Under prosessen reduseres oksidasjonsmidlet, mens det andre stoffet (kalt reduksjonsmidlet) oksideres. Oksydasjonsmidler er med andre ord stoffer som er i stand til å oksidere andre stoffer, og det er fra denne egenskapen de får navnet sitt.

Hovedkarakteristikken til et godt oksidasjonsmiddel er at det har et høyt reduksjonspotensial. Dette indikerer at de har en sterk tendens til å redusere, noe som igjen innebærer at de har stor kapasitet til å oksidere andre arter.

Hva er en ikke-oksiderende syre?

Basert på de foregående konseptene kan vi etablere en generell definisjon av hva en ikke-oksiderende syre er . I denne forstand kan vi si at en ikke-oksiderende syre er ethvert kjemisk stoff som er i stand til å donere et proton til et annet eller i stand til å akseptere et par elektroner i form av en dativ kovalent binding, men som ikke har en tendens til å redusere eller oksidere til andre kjemiske arter . Med andre ord er en ikke-oksiderende syre en syre med et relativt lavt reduksjonspotensial.

Man bør være forsiktig med denne definisjonen, da den kan være misvisende. Alle Arrhenius- eller Brønsted- og Lowry-syrer produserer protoner eller H ^{+ -ioner}og disse kan reduseres til molekylært hydrogen, og dermed fungere som oksidasjonsmidler. Fra dette synspunktet kan vi da si at alle Arrhenius- eller Brønsted- og Lowry-syrer er oksiderende syrer. Dette anses imidlertid ikke slik. For å unngå forvirring anses oksiderende syrer å være de som i løsning produserer noen arter hvis reduksjonspotensial er større enn hydrogen. Siden reduksjonspotensialer måles i form av standard hydrogenelektrode, som per definisjon er tildelt en verdi på null, blir konseptet med et oksidasjonsmiddel omtolket som et stoff som har et positivt reduksjonspotensial.

Vi kan derfor definere en ikke-oksiderende syre som et hvilket som helst kjemisk stoff som er i stand til å donere et proton til et annet eller som er i stand til å akseptere et par elektroner i form av en dativ kovalent binding, og som ikke genererer noen arter med en positiv eller negativt reduksjonspotensial større enn for hydrogen .

Kjennetegn på ikke-oksiderende syrer

Ikke-oksiderende syrer har de generelle egenskapene til syrer og noen andre som gjør dem ikke-oksiderende. Disse funksjonene er:

• De er surt smakende stoffer.
• De er vanligvis løselige i vann.
• De produserer vandige løsninger med sur pH (mindre enn 7).
• De kan være både sterke og svake syrer.
• De har ingen tendens til å fange opp elektroner eller krympe.
• De genererer ikke ioner med et reduksjonspotensial større enn eller lik null.
• De er ikke lett å redusere.
• De kan være etsende og irriterende for huden og annet organisk vev.
• De kan reagere med aktive metaller for å produsere gassformig hydrogen.

Hvorfor er noen syrer oksiderende og andre ikke?

Grunnen til at det finnes oksiderende syrer og ikke-oksiderende syrer er ganske enkelt at surhet og reduksjonspotensial ikke nødvendigvis er relatert til hverandre. Surhet er en funksjon av stabiliteten til en syre i forhold til stabiliteten til dens konjugerte base. Stoffer som er svært sure har enten svært ustabile strukturer som stabiliserer seg ved omdannelse til konjugatbasen, eller danner konjugatbaser som er spesielt stabile; eller begge kan også forekomme samtidig.

I stedet avhenger evnen til et stoff til å oppføre seg som et oksidasjonsmiddel av reduksjonspotensialet og stabiliteten til den reduserte arten, som er forskjellig fra konjugatbasen.

To illustrerende eksempler på forskjellen mellom oksiderende og ikke-oksiderende syrer

Mange mineralsyrer er sterke syrer og samtidig gode oksidasjonsmidler. Et typisk eksempel er salpetersyre (HNO ₃ ), som, når den dissosieres i vann, produserer nitrationer (NO ₃ ^– ) som lett kan reduseres til nitrogenmonoksid (NO). Nitrat er et godt oksidasjonsmiddel, da det har et positivt reduksjonspotensial på +1,10 V, som er relativt høyt.

Grunnen til at nitrat er et godt oksidasjonsmiddel er fordi, i alle stabile resonansstrukturer for dette ionet, har det sentrale nitrogenatomet en positiv formell ladning, til tross for at nitrogen er et svært elektronegativt grunnstoff. Dette gjør at nitrogen har en sterk tendens til å ta opp elektroner og redusere.

Dette i motsetning til saltsyre (HCl), som også er en sterk mineralsyre , men ikke er et oksidasjonsmiddel. Den konjugerte basen av saltsyre, det vil si kloridionet (Cl ^– ) har sin fulle oktett og har også en negativ ladning på et svært elektronegativt atom, som er den ideelle situasjonen. Faktisk kan ikke klor reduseres utover kloridionet, så det er umulig for HCl å fungere som et oksidasjonsmiddel (med mindre H+ er oksidasjonsmidlet, ^men som vi så tidligere, teller ikke H+).

Eksempler på ikke-oksiderende syrer

Det er mange ikke-oksiderende syrer. De fleste organiske syrer er ikke-oksiderende, mens alle hydrocider også er ikke-oksiderende. Nedenfor er en liste over 13 ikke-oksiderende syrer som vanligvis brukes i laboratoriet.

Referanser

CAMEO Kjemikalier. (n.d.). Syrer, Sterk Ikke-oksiderende . ROLLE. https://cameochemicals.noaa.gov/react/1

Chang, R. (2008). Fysisk kjemi for kjemiske og biologiske vitenskaper (3. utgave). MCGRAW HILL UTDANNING.

M Olmo, RN (nd). Oksidasjon-reduksjonspotensialer . Hyperfysikk. http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbasees/Chemical/redoxp.html

New Jersey Institute of Technology. (n.d.). Syrer (ikke-oksiderende) . NJIT.EDU. https://www.njit.edu/environmentalsafety/sites/njit.edu.environmentalsafety/files/Acids_%28Non-Oxidizing%292-fillable-logoFix_0.pdf

Syre-base reaksjon | Klar definisjon av . (2016, 11. mai). i-sciences.com. https://www.i-ciencias.com/pregunta/46889/definicion-clara-de-un-quotacido-no-oxidantequot

Betydninger (2015, 30. januar). Oksiderende betydning . Betydninger. https://www.meanings.com/oxidant/

Arrhenius teori om syrer og baser . (2015, 21. mai). Chemicals.Net. https://www.quimicas.net/2015/05/arrhenius-theory-of-acids-y-bases.html