Ισχυρό Οξύ Ορισμός και Παραδείγματα

Ενα δυνατό οξύ είναι αυτή που είναι εντελώς διαχωρίζονται ή ιονισμένο σε ένα υδατικό διάλυμα. Είναι ένα χημικό είδος με μεγάλη ικανότητα να χάσει ένα πρωτόνιο, Η⁺. Στο νερό, ένα ισχυρό οξύ χάνει ένα πρωτόνιο, το οποίο συλλαμβάνεται από το νερό για να σχηματίσει το ιόν υδρογόνου:

ΗΑ (aq) + Η₂O → H₃Ο⁺(υδ) + Α⁻(aq)

Τα διπροτικά και τα πολυπροπτικά οξέα μπορεί να χάσουν περισσότερα από ένα πρωτόνια, αλλά η τιμή και αντίδραση pKa "ισχυρού οξέος" αναφέρεται μόνο στην απώλεια του πρώτου πρωτονίου.

Τα ισχυρά οξέα έχουν μια μικρή λογαριθμική σταθερά (pKa) και μια μεγάλη σταθερά διάστασης οξέος (Ka).

Τα περισσότερα ισχυρά οξέα είναι διαβρωτικά, αλλά ορισμένα από τα υπεροξέα δεν είναι. Αντίθετα, μερικές από τις αδύναμα οξέα (π.χ., υδροφθορικό οξύ) μπορεί να είναι πολύ διαβρωτικό.

Καθώς αυξάνεται η συγκέντρωση οξέως, μειώνεται η ικανότητα διάσπασης. Υπό κανονικές συνθήκες στο νερό, ισχυρά οξέα διαχωρίζονται πλήρως, αλλά εξαιρετικά συμπυκνωμένα διαλύματα δεν το κάνουν.

Ενώ υπάρχουν πολλά ασθενή οξέα, υπάρχουν λίγα ισχυρά οξέα. ο κοινά ισχυρά οξέα περιλαμβάνω:

• HCl (υδροχλωρικό οξύ)
• H₂ΕΤΣΙ₄ (θειικό οξύ)
• HNO₃ (νιτρικό οξύ)
• HBr (υδροβρωμικό οξύ)
• ΗΟΟΟ₄ (υπερχλωρικό οξύ)
• ΗΙ (υδροϊωδικό οξύ)
• το ρ-τολουολοσουλφονικό οξύ (ένα οργανικό διαλυτό ισχυρό οξύ)
• μεθανοσουλφονικό οξύ (ένα υγρό οργανικό ισχυρό οξύ)

Τα ακόλουθα οξέα διαχωρίζονται σχεδόν εντελώς στο νερό, επομένως συχνά θεωρούνται ότι είναι ισχυρά οξέα, αν και δεν είναι πιο όξινα από το ιόν υδρογόνου, το Η₃Ο⁺:

• HNO₃ (νιτρικό οξύ)
• ΗΟΟΟ₃ (χλωρικό οξύ)

Μερικοί χημικοί θεωρούν το ιόν υδρογόνου, το βρωμικό οξύ, το περιοδικό οξύ, το υπερβρωμικό οξύ και το περιοδικό οξύ ως ισχυρά οξέα.

Εάν η ικανότητα δωρεάς πρωτονίων χρησιμοποιείται ως το κύριο κριτήριο για την οξύτητα, τότε τα ισχυρά οξέα (από ισχυρότερη έως ασθενέστερη) θα είναι:

• Η [SbF₆] (φθοροαντιμονικό οξύ)
• FSO₃HSbF₅ (μαγικό οξύ)
• Η (CHB₁₁Cl₁₁) (υπεροξύ οξέος καρβοβανίου)
• FSO₃Η (φθοροθειικό οξύ)
• CF₃ΕΤΣΙ₃Η (τριφλικό οξύ)

Αυτά είναι τα "υπεροξέα", τα οποία ορίζονται ως οξέα που είναι πιο όξινα από το 100% θειικό οξύ. Τα υπεροξέα μόνιμα προτονίζουν το νερό.

Ίσως αναρωτιέστε γιατί τα ισχυρά οξέα διαχωρίζονται τόσο καλά ή γιατί ορισμένα ασθενή οξέα δεν ιονίζουν πλήρως. Λίγοι παράγοντες αρχίζουν να παίζουν:

• Ατομική ακτίνα: Καθώς η ατομική ακτίνα αυξάνεται, το ίδιο ισχύει και για την οξύτητα. Για παράδειγμα, το HI είναι ένα ισχυρότερο οξύ από το HCl (το ιώδιο είναι ένα μεγαλύτερο άτομο από το χλώριο).
• Ηλεκτροαρνησία: Η πιο ηλεκτροαρνητική βάση συζυγούς στην ίδια περίοδο του περιοδικού πίνακα είναι (Α^-), τόσο πιο όξινο είναι.
• Ηλεκτρικό φορτίο: Όσο πιο θετική είναι η φόρτιση σε ένα άτομο, τόσο μεγαλύτερη είναι η οξύτητά του. Με άλλα λόγια, είναι ευκολότερο να ληφθεί ένα πρωτόνιο από ένα ουδέτερο είδος παρά από ένα με αρνητικό φορτίο.
• Ισορροπία: Όταν ένα οξύ διασπάται, επιτυγχάνεται ισορροπία με τη συζευγμένη βάση του. Στην περίπτωση ισχυρών οξέων, η ισορροπία ευνοεί έντονα το προϊόν ή είναι στα δεξιά μιας χημικής εξίσωσης. Η συζευγμένη βάση ενός ισχυρού οξέος είναι πολύ ασθενέστερη από το νερό ως βάση.
• Διαλύτης: Στις περισσότερες εφαρμογές, τα ισχυρά οξέα συζητούνται σε σχέση με το νερό ως διαλύτη. Ωστόσο, η οξύτητα και η βασικότητα έχουν νόημα σε μη υδατικό διαλύτη. Για παράδειγμα, σε υγρή αμμωνία, το οξικό οξύ ιονίζεται πλήρως και μπορεί να θεωρηθεί ισχυρό οξύ, αν και είναι ασθενές οξύ στο νερό.