- Mga katangian ng mga acid
- - Mga katangiang pang-pisikal
- - Kakayahang makabuo ng mga proton
- - Mayroon silang mga hydrogen na mahirap sa density ng elektron
- - Lakas o kaasiman ng pare-pareho
- Mga Pagsukat
- - Ito ay may matatag na mga base ng conjugate
- - Maaari silang magkaroon ng positibong singil
- - Ang kanilang mga solusyon ay may mga halaga ng pH mas mababa kaysa sa 7
- - Kakayahang i-neutralize ang mga base
- Malakas na mga asido at mahina na mga acid
- Mga halimbawa ng mga acid
- Ang hidrogen halides
- Mga Oxoacids
- Mga Super acid
- Mga organikong acid
- Mga Sanggunian
Ang mga acid ay mga compound na may mataas na posibilidad ng pagbibigay ng proton o pagtanggap ng isang pares ng elektron. Maraming mga kahulugan (Bronsted, Arrhenius, Lewis) na nagpapakilala sa mga katangian ng mga asido, at ang bawat isa sa kanila ay pinuno upang makabuo ng isang pandaigdigang imahe ng mga uri ng mga compound na ito.
Mula sa pananaw sa itaas, ang lahat ng mga kilalang sangkap ay maaaring maging acidic, gayunpaman, tanging ang mga nakatayo lamang kaysa sa iba ay isinasaalang-alang. Sa madaling salita: kung ang isang sangkap ay isang napaka mahina na proton donor, kumpara sa tubig, halimbawa, masasabi na hindi ito isang acid.
Ang acid acid, isang mahina na acid, ay nagbibigay ng proton (hydrogen ion, na naka-highlight sa berde) upang tubig sa isang reaksyon ng balanse upang mabigyan ang acetate ion at ang hydronium ion. Pula: oxygen. Itim: carbon. Puti: hydrogen.
Kung tutuusin, ano ba talaga ang mga asido at ang kanilang likas na mapagkukunan? Ang isang karaniwang halimbawa ng mga ito ay matatagpuan sa loob ng maraming prutas: tulad ng sitrus. Ang mga lemonade ay may kanilang katangian na lasa dahil sa sitriko acid at iba pang mga sangkap.
Ang dila ay maaaring makita ang pagkakaroon ng mga acid, tulad ng ginagawa nito sa iba pang mga lasa. Nakasalalay sa antas ng kaasiman ng mga compound na ito, ang lasa ay nagiging mas hindi mapigilan. Sa ganitong paraan, ang dila ay gumana bilang isang metro ng organoleptiko para sa konsentrasyon ng mga acid, partikular na ang konsentrasyon ng hydronium ion (H 3 O + ).
Sa kabilang banda, ang mga acid ay hindi lamang matatagpuan sa pagkain, kundi pati na rin sa loob ng mga buhay na organismo. Gayundin, ang mga lupa ay nagpapakita ng mga sangkap na maaaring makilala ang mga ito bilang acidic; ganoon ang kaso ng aluminyo at iba pang mga metal cation.
Mga katangian ng mga acid
Anong mga katangian ang dapat magkaroon ng isang compound, ayon sa umiiral na mga kahulugan, na maituturing na acidic?
Dapat ito ay magagawang makabuo ng H + at OH - ions sa pamamagitan ng dissolving sa tubig (Arrhenius), dapat itong abuloy protons sa iba pang mga species napaka-madali (Bronsted) o sa wakas, ito ay dapat na magagawang upang tanggapin ang isang pares ng mga electron, na negatibong sisingilin (Lewis).
Gayunpaman, ang mga katangiang ito ay malapit na nauugnay sa istraktura ng kemikal. Samakatuwid, sa pamamagitan ng pag-aaral upang pag-aralan ito, ang lakas ng kaasiman o ng isang pares ng mga compound ay maaaring ibawas kung alin sa dalawa ang pinaka-acidic.
- Mga katangiang pang-pisikal
Ang mga acid ay may lasa, nagkakahalaga ng kalabisan, acid at ang kanilang amoy ay madalas na sinusunog ang mga butas ng ilong. Ang mga ito ay likido na may malagkit o madulas na texture at may kakayahang baguhin ang kulay ng papel na litmus at methyl orange sa pula (Properties of Acids and Bases, SF).
- Kakayahang makabuo ng mga proton
Noong 1923, ang chemist ng Denmark na si Johannes Nicolaus Brønsted at chemist ng Ingles na si Thomas Martin Lowry ay nagpakilala sa teoryang Brønsted at Lowry na nagsasabi na ang anumang compound na maaaring maglipat ng isang proton sa anumang iba pang compound ay isang acid (Encyclopædia Britannica, 1998). Halimbawa sa kaso ng hydrochloric acid:
HCl → H + + Cl -
Ang teoryang Brønsted at Lowry ay hindi ipinaliwanag ang acidic na pag-uugali ng ilang mga sangkap. Noong 1923, ang kimistang Amerikano na si Gilbert N. Lewis ay nagpakilala sa kanyang teorya, kung saan ang isang acid ay itinuturing na anumang compound na, sa isang reaksiyong kemikal, ay may kakayahang sumali sa isang pares ng mga electron na hindi ibinahagi sa ibang molekula (Encyclopædia Britannica, 1998) .
Sa ganitong paraan, ang mga ions tulad ng Cu 2+ , Fe 2+ at Fe 3+ ay may kakayahang magbigkis sa mga pares ng mga libreng elektron, halimbawa mula sa tubig na makagawa ng mga proton sa sumusunod na paraan:
Cu 2+ + 2H 2 O → Cu (OH) 2 + 2H +
- Mayroon silang mga hydrogen na mahirap sa density ng elektron
Para sa molekum ng mitein, CH 4 , wala sa mga hydrogens nito ang kulang sa elektroniko. Ito ay dahil ang pagkakaiba-iba sa mga electronegativities sa pagitan ng carbon at hydrogen ay napakaliit. Pero kung papalitan mo ang isa sa mga H atom sa pamamagitan ng isa fluorine, at pagkatapos ay doon ay magiging isang kapansin-pansing pagbabago sa dipole sandali: H 2 FC- H .
Nakakaranas ang H ng isang pag-aalis ng ulap ng elektron nito patungo sa katabing atom na naka-bonding sa F, na pareho, pagtaas ng δ +. Muli, kung ang isa pang H ay napalitan ng isa pang F, pagkatapos ay ang Molekyul ay magiging: HF 2 C- H .
Ngayon δ + ay kahit na mas malaki, dahil dalawang F atoms, mataas elektronegatibo elektron density na alisin ang C, at ito huli dahil diyan sa H . Kung ang kapalit na proseso ay patuloy sa wakas ay nakuha: F 3 C- H .
Sa huling molekulang H na ito ay nagtatanghal, bilang isang bunga ng tatlong kalapit na F atoms, isang minarkahang kakulangan sa electronic. Ang δ + na ito ay hindi napansin para sa anumang mga species na mayaman na sapat sa mga electron upang hubarin ito H at, sa ganitong paraan, ang F 3 CH ay maging negatibong sisingilin:
F 3 C – H +: N - (negatibong mga species) => F 3 C: - + H N
Ang equation ng kemikal sa itaas ay maaari ding isaalang-alang sa ganitong paraan: Ang F 3 CH ay nagbibigay ng isang proton (H + , ang H isang beses na tinanggal mula sa molekula) hanggang sa: N; o, ang F 3 CH ay nakakakuha ng isang pares ng mga electron mula sa H kapag ang isa pang pares ay naibigay sa huli mula sa: N - .
- Lakas o kaasiman ng pare-pareho
Magkano ang F 3 C: - naroroon sa solusyon? O, ilan sa mga molekula ng F 3 CH ang maaaring magbigay ng acidic hydrogen sa N? Upang masagot ang mga katanungang ito, kinakailangan upang matukoy ang konsentrasyon ng F 3 C: - o H N at, gamit ang isang equation ng matematika, magtatag ng isang bilang ng bilang na tinatawag na pare-pareho ang kaasiman, Ka.
Ang mas maraming mga molekula ng F 3 C: - o ginawa ng HN, mas maraming acidic F 3 CH ang magiging at mas malaki ang Ka. Sa ganitong paraan tinutulungan ni Ka na linawin, dami, na kung saan ang mga compound ay mas acidic kaysa sa iba; at, gayunpaman, itinatapon nito bilang mga acid ang mga na ang Ka ay isang napakaliit na pagkakasunud-sunod.
Ang ilang Ka ay maaaring magkaroon ng mga halaga na nasa paligid ng 10 -1 at 10 -5 , at iba pa, ang halaga ng milyon-milyong mas maliit tulad ng 10 -15 at 10 -35 . Pagkatapos ay masasabi na ang huli, na may sinabi na acidity constants, ay labis na mahina acid at maaaring itapon tulad ng.
Kaya alin sa mga sumusunod na molekula ang may pinakamataas na Ka: CH 4 , CH 3 F, CH 2 F 2, o CHF 3 ? Ang sagot ay namamalagi sa kakulangan ng density ng elektron, δ +, sa kanilang mga hydrogens.
Mga Pagsukat
Ngunit ano ang pamantayan sa pag-standardize ng mga sukat ng Ka? Ang halaga nito ay maaaring magkakaiba-iba depende sa kung aling mga species ang makakatanggap ng H + . Halimbawa, kung: N ay isang matibay na base, magiging malaki si Ka; ngunit kung, sa kabaligtaran, ito ay isang napaka mahinang base, si Ka ay magiging maliit.
Ang mga sukat ng Ka ay ginawa gamit ang pinakakaraniwan at pinakamahina sa lahat ng mga base (at acid): tubig. Nakasalalay sa antas ng pagbibigay ng H + sa mga molekulang H 2 O, sa 25º C at sa isang presyon ng isang kapaligiran, ang mga karaniwang kondisyon ay itinatag upang matukoy ang acidity constants para sa lahat ng mga compound.
Mula sa ito ay lumitaw ang isang repertoire ng mga talahanayan ng acidity constants para sa maraming mga compound, parehong hindi anino at organic.
- Ito ay may matatag na mga base ng conjugate
Ang mga acid ay may mataas na electronegative atoms o mga yunit (aromatic ring) sa kanilang mga istrukturang kemikal na umaakit sa mga density ng elektron mula sa nakapaligid na mga hydrogens, kaya nagiging sanhi ng mga ito na maging bahagyang positibo at reaktibo sa isang base.
Sa sandaling mag-donate ang mga proton, ang asido ay nagbabago sa isang base ng conjugate; iyon ay, isang negatibong species na may kakayahang tumanggap ng H + o pagbibigay ng isang pares ng mga electron. Sa halimbawa ng CF 3 H molekula nito ang conjugate base ay CF 3 - :
CF 3 - + HN <=> CHF 3 +: N -
Kung ang CF 3 - ay isang matatag na base ng conjugate, ang balanse ay lilipat sa kaliwa kaysa sa kanan. Gayundin, mas matatag ito, mas magiging reaktibo at acidic ang magiging.
Paano mo malalaman kung gaano sila katatag? Ang lahat ay nakasalalay sa kung paano nila haharapin ang bagong negatibong singil. Kung maaari nilang ipahiwatig o maipaliwanag nang maayos ang pagtaas ng density ng elektron, hindi ito magagamit para magamit sa pakikipag-ugnay sa batayang H.
- Maaari silang magkaroon ng positibong singil
Hindi lahat ng mga acid ay may mga electrogens na kulang sa elektron, ngunit maaari ding magkaroon ng iba pang mga atom na may kakayahang tumanggap ng mga electron, na may o walang positibong singil.
Paano ito? Halimbawa, sa boron trifluoride, BF 3 , ang B atom ay kulang ng isang octet ng valence, kaya maaari itong bumuo ng isang bono sa anumang atom na nagbibigay ito ng isang pares ng elektron. Kung ang isang anion F - ikot sa paligid nito ay nangyayari ang sumusunod na reaksyon ng kemikal:
BF 3 + F - => BF 4 -
Sa kabilang banda, ang mga libreng metal na cation, tulad ng Al 3+ , Zn 2+ , Na + , atbp, ay itinuturing na mga asido, dahil maaari silang tumanggap ng dative (koordinasyon) na mga bono ng mga species na mayaman sa elektron mula sa kanilang kapaligiran. Gayundin, gumanti sila sa mga OH - ions upang umunlad bilang mga metal hydroxides:
Zn 2+ (aq) + 2OH - (aq) => Zn (OH) 2 (s)
Ang lahat ng ito ay kilala bilang mga acid ng Lewis, habang ang mga nagbigay ng proton ay mga Bronsted acid.
- Ang kanilang mga solusyon ay may mga halaga ng pH mas mababa kaysa sa 7
Figure: pH scale.
Lalo na partikular, ang isang acid kapag natunaw sa anumang solvent (na hindi ito neutralisahin ito), ay bumubuo ng mga solusyon na may isang pH mas mababa kaysa sa 3, bagaman sa ibaba ng 7 ang mga ito ay itinuturing na mahina na mga acid.
Maaari itong mapatunayan sa pamamagitan ng paggamit ng isang tagapagpahiwatig ng acid-base, tulad ng phenolphthalein, unibersal na tagapagpahiwatig, o kulay-ube na repolyo. Ang mga compound na bumabaling sa mga kulay sa mga ipinahiwatig para sa mababang pH, ay ginagamot bilang mga acid. Ito ay isa sa pinakasimpleng mga pagsubok upang matukoy ang pagkakaroon ng mga ito.
Ang parehong maaaring gawin, halimbawa, para sa iba't ibang mga sample ng lupa mula sa iba't ibang bahagi ng mundo, sa gayon ay tinutukoy ang kanilang mga halaga ng pH, kasama ang iba pang mga variable, makilala ang mga ito.
At sa wakas, ang lahat ng mga acid ay may maasim na lasa, hangga't hindi sila puro masalimuot na hindi masusunog na sunugin ang mga tisyu ng dila.
- Kakayahang i-neutralize ang mga base
Si Arrhenius, sa kanyang teorya, ay nagmumungkahi na ang mga acid, na makagawa ng mga proton, ay gumanti sa hydroxyl ng mga base upang mabuo ang asin at tubig sa sumusunod na paraan:
HCl + NaOH → NaCl + H 2 O.
Ang reaksyon na ito ay tinatawag na neutralisasyon at ito ang batayan ng pamamaraan ng analitikal na tinatawag na titration (Bruce Mahan, 1990).
Malakas na mga asido at mahina na mga acid
Ang mga acid ay naiuri sa mga malakas na asido at mahina na mga acid. Ang lakas ng isang acid ay nauugnay sa pare-pareho ang balanse nito, samakatuwid, sa kaso ng mga acid, ang mga constants na ito ay tinatawag na acid constants Ka.
Kaya, ang mga malakas na asido ay may isang malaking pare-pareho ng acid kaya't madalas silang magkakahiwalay. Ang mga halimbawa ng mga acid na ito ay sulfuric acid, hydrochloric acid, at nitric acid, na ang mga acid constants ay napakahusay na hindi nila masusukat sa tubig.
Sa kabilang banda, ang isang mahina na acid ay isa na ang patuloy na pagkakaisa ng dissociation kaya't sa balanse ng kemikal. Ang mga halimbawa ng mga acid na ito ay acetic acid at lactic acid at nitrous acid na ang acidity constants ay nasa pagkakasunud-sunod ng 10 -4 . Ipinapakita ng Figure 1 ang iba't ibang mga acidity constants para sa iba't ibang mga acid.
Larawan 1: acid dissociation constants.
Mga halimbawa ng mga acid
Ang hidrogen halides
Ang lahat ng mga hydrogen halides ay acidic compound, lalo na kapag natunaw sa tubig:
-HF (hydrofluoric acid).
-HCl (hydrochloric acid).
-HBr (hydrobromic acid).
-HI (iodic acid).
Mga Oxoacids
Ang mga acid ng Oxo ay ang mga protonated form ng oxoanions:
HNO 3 (nitrik acid).
H 2 KAYA 4 (sulpuriko acid).
H 3 PO 4 (posporiko acid).
HClO 4 (perchloric acid).
Mga Super acid
Ang mga Super acid ay pinaghalong isang malakas na Bronsted acid at isang malakas na acid na Lewis. Kapag halo-halong bumubuo sila ng mga kumplikadong istruktura kung saan, ayon sa ilang mga pag-aaral, ang H + "jumps" sa loob ng mga ito.
Ang kanilang kinakaing unti-unting kapangyarihan ay tulad na ang mga ito ay bilyun-bilyong beses na mas malakas kaysa puro H 2 KAYA 4 . Ginagamit ang mga ito upang i-crack ang mga malalaking molekula na naroroon sa langis ng krudo, sa mas maliit, brangkol na mga molekula, at may mahusay na idinagdag na halagang pang-ekonomiya.
-BF 3 / HF
-SbF 5 / HF
-SbF 5 / HSO 3 F
-CF 3 KAYA 3 H
Mga organikong acid
Ang mga organikong asido ay nailalarawan sa pamamagitan ng pagkakaroon ng isa o higit pang mga pangkat ng carboxylic (COOH), at kabilang sa mga ito ay:
-Citric acid (naroroon sa maraming prutas)
Malic acid (mula sa berdeng mansanas)
-Acetic acid (mula sa komersyal na suka)
-Butyric acid (mula sa rancid butter)
-Tartaric acid (mula sa mga alak)
-Ang pamilya ng mga fatty acid.
Mga Sanggunian
- Torrens H. Hard at Soft Acids and Bases. . Kinuha mula sa: depa.fquim.unam.mx
- Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (May 3, 2018). Mga Pangalan ng 10 Mga Karaniwang Acid. Nabawi mula sa: thoughtco.com
- Mga Chempage Netorial. Mga Acids at Mga Base: Molekular na Istraktura at Pag-uugali. Kinuha mula sa: chem.wisc.edu
- Deziel, Chris. (Abril 27, 2018). Pangkalahatang katangian ng Mga Acids at Mga Bases. Sciencing. Nabawi mula sa: sciencing.com
- Pittsburgh Supercomputing Center (PSC). (Oktubre 25, 2000). Nabawi mula sa: psc.edu.