Τα δυνατά και τα ασθενή οξέα είναι σημαντικά για την γνώση τόσο για την κατηγορία χημείας όσο και για χρήση στο εργαστήριο. Υπάρχουν πολύ λίγα ισχυρά οξέα, οπότε ένας από τους ευκολότερους τρόπους για να πείτε ισχυρά και ασθενή οξέα εκτός είναι να απομνημονεύσετε τον σύντομο κατάλογο των ισχυρών. Οποιοδήποτε άλλο οξύ θεωρείται ασθενές οξύ.
Βασικές τακτικές
- Τα ισχυρά οξέα αποστασιοποιούνται πλήρως στα ιόντα τους στο νερό, ενώ τα ασθενικά οξέα αποσυντίθενται μόνο εν μέρει.
- Υπάρχουν μόνο μερικά (7) ισχυρά οξέα, τόσοι πολλοί άνθρωποι επιλέγουν να τις απομνημονεύσουν. Όλα τα άλλα οξέα είναι αδύναμα.
- Τα ισχυρά οξέα είναι το υδροχλωρικό οξύ, το νιτρικό οξύ, το θειικό οξύ, το υδροβρωμικό οξύ, το υδροϊωδικό οξύ, το υπερχλωρικό οξύ και το χλωριούχο οξύ.
- Το μόνο ασθενές οξύ που σχηματίζεται από την αντίδραση μεταξύ υδρογόνου και αλογόνου είναι το υδροφθορικό οξύ (HF). Ενώ τεχνικά ένα ασθενές οξύ, το υδροφθορικό οξύ είναι εξαιρετικά ισχυρό και πολύ διαβρωτικό.
Ισχυρά οξέα
Ισχυρά οξέα να διαχωριστούν εντελώς στο δικό τους
ιόντα σε νερό, αποδίδοντας ένα ή περισσότερα πρωτόνια (υδρογόνο κατιόντα) ανά μόριο. Υπάρχουν μόνο 7 κοινά ισχυρά οξέα.- HCl - υδροχλωρικό οξύ
- HNO3 - νιτρικό οξύ
- H2ΕΤΣΙ4 - θειικό οξύ (HSO4- είναι ένα ασθενές οξύ)
- HBr - υδροβρωμικό οξύ
- HI - υδροϊωδικό οξύ
- ΗΟΟΟ4 - υπερχλωρικό οξύ
- ΗΟΟΟ3 - χλωρικό οξύ
Παραδείγματα αντιδράσεων ιονισμού περιλαμβάνουν:
HCl → Η+ + Cl-
HNO3 → H+ + ΟΧΙ3-
H2ΕΤΣΙ4 → 2Η+ + SO42-
Σημειώστε την παραγωγή θετικά φορτισμένων ιόντων υδρογόνου και επίσης το βέλος αντίδρασης, το οποίο δείχνει μόνο προς τα δεξιά. Το σύνολο του αντιδραστηρίου (οξέος) ιονίζεται στο προϊόν.
Αδύναμα οξέα
Αδύναμα οξέα δεν αποσυνδέονται πλήρως στα ιόντα τους στο νερό. Για παράδειγμα, το HF αποσυνδέεται στο Η+ και F- ιόντων σε νερό, αλλά κάποια HF παραμένει σε διάλυμα, οπότε δεν είναι ένα ισχυρό οξύ. Υπάρχουν πολλά πιο αδύναμα οξέα από τα ισχυρά οξέα. Πλέον οργανικά οξέα είναι αδύναμα οξέα. Εδώ είναι μια μερική λίστα, που παραγγέλλεται από το ισχυρότερο έως το πιο αδύναμο.
- HO2ντο2Ο2Η-οξαλικό οξύ
- H2ΕΤΣΙ3 - θειώδες οξύ
- HSO4- - ιόν όξινο θειικό
- H3ΤΑΧΥΔΡΟΜΕΙΟ4 - φωσφορικό οξύ
- HNO2 - νιτρώδες οξύ
- HF - υδροφθορικό οξύ
- HCO2Η-μεθανοϊκού οξέος
- ντο6H5COOH - βενζοϊκό οξύ
- CH3COOH - οξικό οξύ
- HCOOH - μυρμηκικό οξύ
Τα ασθενή οξέα ιονίζουν λανθασμένα. Ένα παράδειγμα αντίδρασης είναι η διάσταση του αιθανοϊκού οξέος σε νερό για την παραγωγή κατιόντων υδροξονίου και ανιόντων αιθανοϊκού:
CH3COOH + Η2O ⇆ H3Ο+ + CH3ΕΡΩΤΟΛΟΓΩ-
Σημειώστε το βέλος αντίδρασης στη χημική εξίσωση και στις δύο κατευθύνσεις. Μόνο περίπου το 1% του αιθανοϊκού οξέος μετατρέπεται σε ιόντα, ενώ το υπόλοιπο είναι το αιθανοϊκό οξύ. Η αντίδραση προχωρά και στις δύο κατευθύνσεις. Η οπίσθια αντίδραση είναι πιο ευνοϊκή από την πρόσθια αντίδραση, έτσι τα ιόντα μετατρέπονται εύκολα σε ασθενές οξύ και νερό.
Διακρίνοντας μεταξύ ισχυρών και ασθενών οξέων
Μπορείτε να χρησιμοποιήσετε την σταθερά οξύτητας ισορροπίας Kένα ή pKένα για να προσδιορίσετε εάν ένα οξύ είναι ισχυρό ή ασθενές. Τα ισχυρά οξέα έχουν υψηλό Κένα ή μικρό pKένα τιμές, τα ασθενή οξέα έχουν πολύ μικρό Kένα τιμές ή μεγάλο pKένα αξίες.
Ισχυρή και ασθενής Vs. Συμπυκνώθηκε και αραιώθηκε
Προσέξτε να μην συγχέετε τους όρους ισχυρούς και αδύναμους με συμπυκνωμένο και αραιωμένος. Ένα συμπυκνωμένο οξύ είναι ένα που περιέχει μια μικρή ποσότητα νερού. Με άλλα λόγια, το οξύ συμπυκνώνεται. Ένα αραιό οξύ είναι ένα όξινο διάλυμα που περιέχει πολλούς διαλύτες. Αν έχετε 12 Μ οξικό οξύ, είναι συμπυκνωμένο, αλλά ακόμα ασθενές οξύ. Ανεξάρτητα από το πόσο νερό αφαιρείτε, αυτό θα είναι αλήθεια. Από την άλλη πλευρά, ένα διάλυμα 0,0005 M HCl είναι αραιό, αλλά ακόμα ισχυρό.
Ισχυρή Vs. Διαβρωτικός
Μπορείς πίνετε αραιό οξικό οξύ (το οξύ που βρίσκεται στο ξύδι), ενώ πίνετε την ίδια συγκέντρωση θειικού οξέος θα σας έδιναν χημική κάψιμο. Ο λόγος είναι ότι το θειικό οξύ είναι πολύ διαβρωτικό, ενώ το οξικό οξύ δεν είναι τόσο ενεργό. Ενώ τα οξέα τείνουν να είναι διαβρωτικά, η ισχυρότερα υπεροξέα (καρμποράνες) δεν είναι πραγματικά διαβρωτικές και θα μπορούσαν να κρατηθούν στο χέρι σας. Το υδροφθορικό οξύ, ενώ ένα ασθενές οξύ, θα περάσει από το χέρι σας και επίθεση στα οστά σας.