Det är viktigt att kunna identifiera starka syror från svaga, både för akademiska ändamål och när vi använder dem i laboratoriet. Starka syror är mycket sällsynta, så ett av de enklaste sätten att skilja dem från svaga är att memorera vad de är. Alla andra syror som inte är listade kommer att vara en svag syra.
Nyckelaspekter av starka syror och svaga syror
- Starka syror dissocierar helt i vattenlösningar, så att alla deras molekyler förlorar minst en proton (H + ) som bildar en hydroniumjon (H 3 O + ) med vattenmolekylen, medan svaga syror bara dissocierar delvis.
- De starka syrorna är mycket få, det finns bara sju starka oorganiska syror, så för att lätt kunna skilja dem från de svaga kan de memoreras; om den inte är listad blir det en svag syra.
- Starka syror är saltsyra (HCl), salpetersyra (HNO3 ) , svavelsyra (H2SO4 ) , bromvätesyra ( HBr ) , jodvätesyra (HI), perklorsyra ( HClO4 ) och klorsyra (HClO3 ) .
- Den enda svaga syran som bildas vid reaktionen av ett halogenelement är fluorvätesyra (HF). Medan den tekniskt sett är en svag syra, är fluorvätesyra mycket frätande.
starka syror
Starka syror dissocierar fullständigt i vattenlösningar, varvid varje molekyl frigör minst en proton (H + katjon ) som bildar en hydroniumjon (H 3 O + ) med vattenmolekylen. De vanligaste oorganiska starka syrorna är sju.
- Saltsyra (HCl)
- Salpetersyra ( HNO3 )
- Svavelsyra (H 2 SO 4 )
- Bromvätesyra (HBr)
- Jodvätesyra (HI)
- Perklorsyra (HClO 4 )
- Klorsyra ( HClO3 )
Följande exempel är typiska joniseringsreaktioner av starka syror i vattenlösningar.
HCl → H + + Cl –
HNO 3 → H + + NO 3 –
H 2 SO 4 → 2H + + SO 4 –
Det är nödvändigt att klargöra att i dessa reaktioner har vätejonerna en positiv laddning, de är katjoner, och att reaktionsriktningen endast är mot produkterna, vilket indikerar att alla reaktantmolekyler dissocierar.
svaga syror
Svaga syror dissocierar inte helt i vattenlösningar; det vill säga ett visst antal reaktantmolekyler finns kvar med sin ursprungliga sammansättning. Detta är fallet med fluorvätesyra (HF). Det finns mycket fler svaga syror än starka. De flesta organiska syror är svaga, med några få undantag som p-toluensulfonsyra, som dissocierar ganska mycket, men inte helt. Några svaga syror listas nedan i ordning efter minskande surhet.
- HO 2 C 2 O 2 H – oxalsyra
- H 2 SO 3 – svavelsyra
- HSO 4 – – vätesulfatjon
- H 3 PO 4 – fosforsyra
- HNO 2 – salpetersyrlighet
- HF – fluorvätesyra
- HCO 2 H – metansyra
- C 6 H 5 COOH – bensoesyra
- CH 3 COOH – ättiksyra
- HCOOH – myrsyra
Ett exempel på en svag syrajoniseringsreaktion är ättiksyra, som genererar hydroniumkatjoner och acetatanjoner.
CH 3 COOH + H 2 O ⇆ H 3 O + + CH 3 COO –
Det är anmärkningsvärt att i detta fall, till skillnad från starka syror, sker reaktionen i båda riktningarna, vilket indikeras av dubbelpilen. I det här fallet, eftersom den omvända reaktionen är mer sannolikt, dissocierar endast cirka 1% av ättiksyramolekylerna, medan resten förblir i sin ursprungliga sammansättning.
Hur man skiljer på starka syror och svaga syror
Värdet på dissociationsreaktionens jämviktskonstant anger om en syra är stark eller svag . Dvs syradissociationskonstanten Ka är jämviktskonstanten för syradissociationsreaktionen i ett vattenhaltigt medium (den logaritmiska parametern används också, pKa = -logKa ) . Värdet på Ka är stort för starka syror (och värdet för pKa är litet); i svaga syror är värdet på Ka litet (och värdet på pKa är stort).
Stark eller svag i förhållande till koncentrerad eller utspädd
Försiktighet måste iakttas så att inte begreppen stark och svag blandas ihop med koncentrerad och utspädd. En koncentrerad syra har en stor mängd syra i vattenlösningen; en utspädd har liten mängd syra. Till exempel, om du har 12M ättiksyra (12 mol per liter koncentration) av en syra, har du en stark lösning, men syran är fortfarande svag. En 0,0005 M saltsyralösning (0,0005 mol per liter koncentration) är en utspädd lösning, men syran är fortfarande stark.
Skillnaden mellan stark och frätande
Det är möjligt att dricka utspädd ättiksyra (vilket faktiskt är vinäger), men att dricka samma koncentration av svavelsyra skulle ge en enorm kemisk brännskada. Termen frätande (i detta fall är det svavelsyra) syftar på de skador som syran genererar i materialet som den kommer i kontakt med, samtidigt som att den är stark eller svag är en egenskap hos syran. Även om syror ofta är frätande, är vissa karboraner mycket starka syror, mycket starkare än svavelsyra, men kan hållas i handen utan att skada huden, medan fluorvätesyra, även en svag syra, skulle förstöra vävnad. hand i hand med minimal kontakt .
Källor
- Housecroft, CE Oorganisk kemi . (andra upplagan) Prentice Hall. Sharpe, AG (2004). ISBN 978-0-13-039913-7.
- Porterfield, William W. Oorganisk kemi. (1984). Addison-Wesley. ISBN 0-201-05660-7.
- Trummal, A., Lipping, L., et al. Surhet av starka syror i vatten och dimetylsulfoxid . J. Phys. Chem. A. 120(20) (2016) 3663–3669. doi:10.1021/acs.jpca.6b02253
