Ce este un acid neoxidant?

Reacțiile acido-bazice și reacțiile de oxidare-reducere sunt două clase comune și foarte diferite de reacții chimice. În timp ce reacțiile acido-bazice implică schimburi ionice între o specie acidă și o specie bazică fără nicio modificare a stărilor de oxidare ale oricărui atom implicat, reacțiile de oxidare-reducere implică un schimb de electroni care afectează stările de oxidare.

Pe lângă această diferență fundamentală, reacțiile acido-bazice și reacțiile de oxidare-reducere implică și diferite tipuri de reactivi chimici. Cele acido-bazice necesită intervenția acizilor și bazelor, în timp ce cele oxido-reducătoare necesită agenți oxidanți și reducători. Există unii compuși chimici care pot participa la ambele tipuri de reacții chimice , în timp ce un alt grup de compuși poate participa doar la unul dintre cele două. Acizii neoxidanți sunt un exemplu de substanțe chimice care aparțin acestui al doilea grup.

Pentru a înțelege ce înseamnă pentru o substanță să fie un acid neoxidant, trebuie mai întâi să înțelegem ce este un acid și ce este un oxidant.

Ce este un acid?

Există mai multe concepte diferite de acizi și baze. Din punctul de vedere al teoriei acido-bazice Arrhenius, un acid este o substanță capabilă să ionizeze în soluție apoasă, eliberând ioni H ⁺ (protoni) în soluție. Din punctul de vedere al teoriei Brønsted și Lowry, acizii sunt acele substanțe capabile să doneze un proton unei baze; în timp ce teoria lui Lewis definește acizii ca specii chimice cu deficit de electroni capabile să primească o pereche de electroni într-o legătură covalentă dativă.

Dintre toate definițiile, cea a lui Lewis este cea mai largă și este cea care cuprinde toate substanțele pe care le cunoaștem ca acizi. Conceptul implică faptul că, pentru ca o substanță să acționeze ca un acid, trebuie să reacționeze cu o alta care acționează ca o bază.

Ce este un agent oxidant?

Agenții oxidanți sunt substanțe capabile să elimine unul sau mai mulți electroni dintr-o altă substanță chimică. În timpul procesului, agentul de oxidare este redus, în timp ce cealaltă substanță (numită agent reducător) este oxidată. Cu alte cuvinte, agenții de oxidare sunt substanțe capabile să oxideze alte substanțe și tocmai de la această capacitate își iau numele.

Principala caracteristică a unui bun oxidant este că are un potențial de reducere ridicat. Acest lucru indică faptul că au o tendință puternică de a reduce, ceea ce la rândul său implică că au o capacitate mare de a oxida alte specii.

Ce este un acid neoxidant?

Pe baza conceptelor anterioare, putem stabili o definiție generală a ceea ce este un acid neoxidant . În acest sens, putem spune că un acid neoxidant este orice substanță chimică capabilă să doneze un proton altuia sau capabilă să accepte o pereche de electroni sub forma unei legături covalente dative, dar care nu are tendința de a reduce. sau oxidează la alte specii chimice . Cu alte cuvinte, un acid neoxidant este un acid cu un potențial de reducere relativ scăzut.

Ar trebui să aveți grijă cu această definiție, deoarece poate induce în eroare. Toți acizii Arrhenius sau Brønsted și Lowry produc protoni sau ioni H ⁺iar acestea pot fi reduse la hidrogen molecular, acționând astfel ca agenți de oxidare. Din acest punct de vedere, am putea spune atunci că toți acizii Arrhenius sau Brønsted și Lowry sunt acizi oxidanți. Cu toate acestea, acest lucru nu este considerat așa. Pentru a evita confuziile, acizii oxidanți sunt considerați cei care, în soluție, produc unele specii al căror potențial de reducere este mai mare decât cel al hidrogenului. Deoarece potențialele de reducere sunt măsurate în termeni de electrod de hidrogen standard, căruia i se atribuie o valoare zero prin definiție, conceptul de agent oxidant este reinterpretat ca o substanță care are un potențial de reducere pozitiv.

Putem defini, așadar, un acid neoxidant ca orice substanță chimică capabilă să doneze un proton altuia sau capabilă să accepte o pereche de electroni sub forma unei legături covalente dative și care nu generează nicio specie cu un proton pozitiv sau potenţial negativ de reducere.mai mare decât cel al hidrogenului .

Caracteristicile acizilor neoxidanți

Acizii neoxidanți au caracteristicile generale ale acizilor și unele altele care îi fac neoxidanți. Aceste caracteristici sunt:

• Sunt substanțe cu gust acru.
• Ele sunt în general solubile în apă.
• Acestea produc soluții apoase cu pH acid (mai puțin de 7).
• Pot fi atât acizi puternici, cât și acizi slabi.
• Nu au tendința de a capta electroni sau de a se micșora.
• Nu generează ioni cu un potențial de reducere mai mare sau egal cu zero.
• Nu sunt ușor de redus.
• Ele pot fi corozive și iritante pentru piele și alte țesuturi organice.
• Ele pot reacționa cu metalele active pentru a produce hidrogen gazos.

De ce unii acizi se oxidează și alții nu?

Motivul pentru care există acizi oxidanți și acizi neoxidanți este pur și simplu că aciditatea și potențialul reducător nu sunt neapărat legate între ele. Aciditatea este o funcție a stabilității unui acid în raport cu stabilitatea bazei sale conjugate. Substanțele care sunt foarte acide fie au structuri foarte instabile care se stabilizează la conversia la baza conjugată, fie formează baze conjugate care sunt deosebit de stabile; sau ambele pot apărea și în același timp.

În schimb, capacitatea unei substanțe de a se comporta ca un agent oxidant depinde de potențialul de reducere și de stabilitatea speciilor reduse, care este diferită de baza conjugată.

Două exemple ilustrative ale diferenței dintre acizii oxidanți și neoxidanți

Mulți acizi minerali sunt acizi puternici și, în același timp, agenți de oxidare buni. Un exemplu tipic este acidul azotic (HNO ₃ ), care, atunci când este disociat în apă, produce ioni de azotat (NO ₃ ^– ) care pot fi ușor redusi la monoxid de azot (NO). Nitratul este un bun oxidant, deoarece are un potențial de reducere pozitiv de +1,10 V, care este relativ mare.

Motivul pentru care nitratul este un bun agent de oxidare este că, în toate structurile de rezonanță stabile pentru acest ion, atomul central de azot poartă o sarcină formală pozitivă, în ciuda faptului că azotul este un element extrem de electronegativ. Acest lucru face ca azotul să aibă o tendință puternică de a capta electroni și de a reduce.

Acest lucru este în contrast cu acidul clorhidric (HCl), care este, de asemenea, un acid mineral puternic , dar nu este un agent oxidant. Baza conjugată a acidului clorhidric, adică ionul clorură (Cl ^– ) are octetul complet și are, de asemenea, o sarcină negativă pe un atom foarte electronegativ, ceea ce este situația ideală. De fapt, clorul nu poate fi redus dincolo de ionul de clorură, deci este imposibil ca HCl să acționeze ca un agent oxidant (cu excepția cazului în care H+ este oxidantul, ^dar așa cum am văzut mai devreme, H+ nu contează).

Exemple de acizi neoxidanți

Există mulți acizi neoxidanți. Majoritatea acizilor organici sunt neoxidanți, în timp ce toți hidroacizii sunt, de asemenea, neoxidanți. Mai jos este o listă cu 13 acizi neoxidanți utilizați în mod obișnuit în laborator.

Referințe

Produse chimice CAMEO. (n.d.). Acizi, puternic neoxidanți . CAMEE. https://cameochemicals.noaa.gov/react/1

Chang, R. (2008). Chimie fizică pentru științe chimice și biologice (ed. a III-a). MCGRAW HILL EDUCAȚIE.

M Olmo, RN (nd). Potenţiale de oxidare-reducere . Hiperfizică. http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbasees/Chemical/redoxp.html

Institutul de Tehnologie din New Jersey. (n.d.). Acizi (neoxidanți) . NJIT.EDU. https://www.njit.edu/environmentalsafety/sites/njit.edu.environmentalsafety/files/Acids_%28Non-Oxidizing%292-fillable-logoFix_0.pdf

Reacția acido-bazică | Definiție clară a . (2016, 11 mai). i-sciences.com. https://www.i-ciencias.com/pregunta/46889/definicion-clara-de-un-quotacido-no-oxidantequot

Semnificații (2015, 30 ianuarie). Sensul oxidant . Înțelesuri. https://www.meanings.com/oxidant/

Teoria Arrhenius a acizilor și bazelor . (21 mai 2015). Produse chimice.Net. https://www.quimicas.net/2015/05/arrhenius-theory-of-acids-y-bases.html