HYDRACIDS: MGA KATANGIAN, LAGDA, GAMIT AT HALIMBAWA - CHEMISTRY - 2024

Ang hydrohalic o binary acid ay natunaw sa mga compound ng tubig na binubuo ng hydrogen at isang nonmetallic element: hydrogen halides. Ang pangkalahatang formula ng kemikal na ito ay maaaring ipahiwatig bilang HX, kung saan ang H ay ang hydrogen atom, at ang X ay ang di-metal na elemento.

Ang X ay maaaring kabilang sa pangkat 17, ang mga halogens, o sa mga elemento ng pangkat 16 nang hindi kasama ang oxygen. Hindi tulad ng mga oxoacids, ang mga hydracid ay kulang sa oxygen. Yamang ang mga hydracids ay covalent o molekular na compound, dapat isaalang-alang ang bono ng HX. Napakahalaga nito at tumutukoy sa mga katangian ng bawat hydracid.

Pinagmulan: Gabriel Bolívar

Kumusta naman ang link ng HX? Tulad ng makikita sa imahe sa itaas, mayroong isang permanenteng produkto ng dipole moment ng iba't ibang mga electronegativities sa pagitan ng H at X. Dahil ang X ay karaniwang mas electronegative kaysa sa H, umaakit ito sa ulap ng elektron at nagtatapos sa isang negatibong bahagyang pagsingil δ-.

Sa kabilang banda, ang H, na nagbigay ng bahagi ng electron density nito sa X, ay nagtatapos sa isang positibong bahagyang singil δ +. Ang mas negatibo, ay, ang mayaman sa mga electron X ay magiging at mas malaki ang kakulangan ng elektron ng H. Samakatuwid, depende sa kung aling elemento ng X, ang isang hydracid ay maaaring higit pa o mas mababa sa polar.

Inihayag din ng imahe ang istraktura ng hydracids. Ang HX ay isang gulong na molekula, na maaaring makipag-ugnay sa isa pa sa isa sa mga dulo nito. Ang mas polar HX ay, mas malakas o pagkakaugnay ang mga molekula nito ay makikipag-ugnay sa. Bilang isang resulta, ang mga punto ng kumukulo o natutunaw na ito ay tataas.

Gayunpaman, ang mga pakikipag-ugnay sa HX-HX ay mahina pa rin upang magbigay ng isang solidong hydracid. Para sa kadahilanang ito, sa ilalim ng mga kondisyon ng presyon at nakapaligid na temperatura ang mga ito ay mga gas na sangkap; Maliban sa HF, na sumingaw sa itaas ng 20ºC.

Bakit? Dahil ang HF ay may kakayahang bumubuo ng malakas na mga bono ng hydrogen. Habang ang iba pang mga hydracids, na ang mga di-metal na elemento ay hindi gaanong electronegative, bahagya silang maaaring nasa likido na yugto sa ibaba 0ºC. Halimbawa, ang HCl ay kumukulo sa halos -85 ° C.

Ang mga hydracids acidic na sangkap? Ang sagot ay namamalagi sa positibong bahagyang singil δ + sa hydrogen atom. Kung ang δ + ay napakalaki o ang HX bond ay masyadong mahina, kung gayon ang HX ay magiging isang malakas na acid; Tulad ng lahat ng mga hydroacids ng mga halogen, sa sandaling ang kani-kanilang mga halide ay natunaw sa tubig.

katangian

Pisikal

Lalo na ang lahat ng mga hydracids ay mga transparent na solusyon, dahil ang HX ay napaka natutunaw sa tubig. Maaari silang magkaroon ng madilaw-dilaw na tono ayon sa mga konsentrasyon ng natunaw na HX.

-Ang mga ito ay mga naninigarilyo, na nangangahulugang nagbibigay sila ng mga siksik, nakakadumi at nakakainis na fume (ang ilan sa mga ito ay kahit na nasusuka). Ito ay dahil ang mga molekula ng HX ay pabagu-bago ng isip at nakikipag-ugnay sa singaw ng tubig sa daluyan na nakapalibot sa mga solusyon. Bukod dito, ang HX sa mga anhydrous form nito ay mga gas na sangkap.

-Hydracids ay mahusay na conductors ng koryente. Bagaman ang HX ay mga uri ng gas sa mga kondisyon ng atmospera, kapag natutunaw sila sa tubig ay naglalabas sila ng mga ion (H ⁺ X ^- ), na pinapayagan ang pagpasa ng kasalukuyang electric.

-Ang mga punto ng kumukulo ay mas mataas kaysa sa mga anhydrous form nito. Iyon ay, ang HX (ac), na nagpapahiwatig ng hydracid, kumukulo sa temperatura sa itaas ng HX (g). Halimbawa, ang hydrogen chloride, HCl (g), kumukulo sa -85ºC, ngunit ang hydrochloric acid, ang hydracid nito, sa paligid ng 48ºC.

Bakit? Sapagkat ang mga gas na HX na molekula ay napapalibutan ng tubig. Ang dalawang uri ng mga pakikipag-ugnay ay maaaring mangyari nang sabay-sabay: mga bono ng hydrogen, HX - H ₂ O - HX, o pag-iisa ng ion, H ₃ O ⁺ (aq) at X ^- (aq). Ang katotohanang ito ay direktang nauugnay sa mga katangian ng kemikal ng hydracids.

Chemical

Ang mga hydracids ay napaka acidic solution, kaya mayroon silang acidic proton H ₃ O ^{+ na} magagamit upang gumanti sa iba pang mga sangkap. Saan ^nagmula ang H ₃ O ⁺ ? Mula sa hydrogen atom na may positibong bahagyang singil δ +, na nag-iisa sa tubig at nagtatapos sa covalently na isinasama sa isang molekula ng tubig:

HX (aq) + H ₂ O (l) <=> X ^- (aq) + H ₃ O ⁺ (aq)

Tandaan na ang ekwasyon ay tumutugma sa isang reaksyon na nagtatatag ng isang balanse. Kapag ang pagbuo ng X ^- (aq) + H ₃ O ⁺ (aq) ay thermodynamically highly favored, ilalabas ng HX ang acidic proton nito sa tubig; at pagkatapos nito, kasama ang H ₃ O ⁺ bilang bago nitong "carrier", ay maaaring gumanti sa isa pang tambalan, kahit na ang huli ay hindi isang matibay na base.

Ipinapaliwanag ng nasa itaas ang mga acidic na katangian ng hydracids. Ito ang kaso para sa lahat ng HX na natunaw sa tubig; ngunit ang ilan ay nakakagawa ng mas maraming acidic solution kaysa sa iba. Para saan ito? Ang mga kadahilanan ay maaaring maging kumplikado. Hindi lahat ng HX (ac) ay pumapabor sa itaas na balanse patungo sa kanan, iyon ay, patungo sa X ^- (ac) + H ₃ O ⁺ (ac).

Acidity

At ang pagbubukod ay sinusunod sa hydrofluoric acid, HF (aq). Ang fluorine ay napaka electronegative, samakatuwid, pinapaikli nito ang distansya ng bonong HX, pinapalakas ito laban sa pagkasira nito sa pamamagitan ng pagkilos ng tubig.

Gayundin, ang bono ng HF ay may mas mahusay na overlap para sa mga kadahilanang radius ng atom. Sa kabilang banda, ang mga bono ng H-Cl, H-Br o HI ay mahina at may posibilidad na ihiwalay nang lubusan sa tubig, hanggang sa punto ng pagsira sa balanse na itinaas sa itaas.

Ito ay dahil ang iba pang mga halogens o chalcogens (asupre, halimbawa), ay may mas malaking atomic radii at, samakatuwid, mas malalaking orbit. Dahil dito, ang bono ng HX ay nagpapakita ng hindi gaanong overlap na orbital na mas malaki ang X, na kung saan ay nakakaapekto sa puwersa ng acid kapag nakikipag-ugnay sa tubig.

Sa gayon, ang pagbawas ng pagkakasunud-sunod ng kaasiman para sa mga hydro acid ng mga halogens ay ang mga sumusunod: HF <HCl

Pangngalan

Walang anyo na form

Paano pinangalanan ang hydracids? Sa kanilang mga anhydrous form, HX (g), dapat silang banggitin bilang dinidikta para sa hydrogen halides: sa pamamagitan ng pagdaragdag ng suffix -uro sa dulo ng kanilang mga pangalan.

Halimbawa, ang HI (g) ay binubuo ng isang halide (o hydride) na nabuo ng hydrogen at yodo, samakatuwid ang pangalan nito ay: hydrogen iodide . Dahil ang mga nonmetals ay karaniwang elektronegative kaysa sa hydrogen, mayroon itong bilang na oksihenasyon ng +1. Sa NaH, sa kabilang banda, ang hydrogen ay mayroong isang bilang ng oksihenasyon ng -1.

Ito ay isa pang hindi tuwirang paraan ng pag-iba ng mga molekular na molekular na hydrides mula sa mga halogens o hydrogen halides mula sa iba pang mga compound.

Kapag ang HX (g) ay nakikipag-ugnay sa tubig, ito ay kinakatawan bilang HX (ac) at pagkatapos ay makuha ang hydracid.

Sa may tubig na solusyon

Upang pangalanan ang hydracid, HX (ac), ang suffix -uro ng mga anhydrous form nito ay dapat mapalitan ng suffix -hydric. At dapat silang mabanggit bilang mga acid sa unang lugar. Kaya, para sa halimbawa sa itaas, ang HI (aq) ay pinangalanan bilang: yod acid na tubig .

Paano sila nabuo?

Direktang pagbubuwag ng mga halogen ng hydrogen

Ang mga hydracids ay maaaring mabuo sa pamamagitan lamang ng pag-dissolve ng kanilang kaukulang hydrogen halides sa tubig. Ito ay maaaring kinakatawan ng mga sumusunod na equation ng kemikal:

HX (g) => HX (ac)

Ang HX (g) ay napaka natutunaw sa tubig, kaya walang balanse ng solubility, hindi katulad ng ionic dissociation nito na magpapalabas ng acidic proton.

Gayunpaman, mayroong isang pamamaraan ng sintetiko na mas gusto dahil gumagamit ito ng mga asing-gamot o mineral bilang hilaw na materyal, na binabaluktot ang mga ito sa mababang temperatura na may malakas na mga acid.

Pag-alis ng mga asing-gamot ng mga di-metal na may mga acid

Kung ang salt salt, NaCl, ay natunaw na may puro sulpiko, ang sumusunod na reaksyon ay nangyayari:

NaCl (s) + H ₂ KAYA ₄ (aq) => HCl (aq) + NaHSO ₄ (aq)

Ang acid na sulphuric ay nagbibigay ng isa sa mga acidic na proton nito sa Cl ^- chloride anion , sa gayon nagko-convert ito sa hydrochloric acid. Ang hydrogen chloride, HCl (g), ay maaaring makatakas mula sa halo na ito sapagkat napakabagal, lalo na kung ang konsentrasyon nito sa tubig ay napakataas. Ang iba pang asin na ginawa ay sodium acid sulfate, NaHSO ₄ .

Ang isa pang paraan upang makagawa ito ay upang mapalitan ang sulpuriko acid na may puro phosphoric acid:

NaCl (s) + H ₃ PO ₄ (aq) => HCl (aq) + NaH ₂ PO ₄ (aq)

Ang reaksyon ng H ₃ PO ₄ sa parehong paraan tulad ng H ₂ SO ₄ , na gumagawa ng hydrochloric acid at sodium diacid phosphate. Ang NaCl ay ang mapagkukunan ng Cl ^- anion , upang ang synthesize ng iba pang mga hydracids, asing-gamot o mineral na naglalaman ng F ^- , Br ^- , I ^- , S ^2- , atbp ay kinakailangan .

Ngunit, ang paggamit ng H ₂ SO ₄ o H ₃ PO ₄ ay depende sa lakas ng oxidative nito. Ang H ₂ SO ₄ ay isang napakalakas na ahente ng pag-oxidizing, sa punto na ito ay nag-oxidize kahit na Br ^- at ako ^- sa kanilang Br ₂ at I ₂ molekular na mga form ; ang una ay isang mapula-pula na likido, at ang pangalawa ay isang solidong lila. Samakatuwid, ang H ₃ PO _{4 ay} kumakatawan sa ginustong alternatibo sa naturang mga syntheses.

Aplikasyon

Mga naglilinis at solvent

Ang mga hydracid ay mahalagang ginagamit upang matunaw ang iba't ibang uri ng bagay. Ito ay dahil ang mga ito ay malakas na acid, at maaaring malinis ang anumang ibabaw sa pagmo-moderate.

Ang acidic proton ay idinagdag sa mga compound ng mga dumi o dumi, na ginagawa itong natutunaw sa may tubig medium at pagkatapos ay dinala ng tubig.

Depende sa likas na kemikal ng nasabing ibabaw, maaaring magamit ang isang hydracid o isa pa. Halimbawa, ang hydrofluoric acid ay hindi maaaring magamit upang linisin ang baso dahil matunaw ito sa lugar. Ang Hydrochloric acid ay ginagamit upang alisin ang mga mantsa mula sa mga tile sa swimming pool.

May kakayahan din silang matunaw na mga bato o solidong mga sample, at pagkatapos ay ginagamit para sa analytical o paggawa ng mga layunin sa maliit o malaking kaliskis. Sa ion exchange chromatography, dilute hydrochloric acid ay ginagamit upang linisin ang haligi ng natitirang mga ions.

Mga katalista sa acid

Ang ilang mga reaksyon ay nangangailangan ng mataas na acidic na solusyon upang mapabilis ang mga ito at mabawasan ang oras na nagaganap. Dito nakapasok ang mga hydracids.

Ang isang halimbawa nito ay ang paggamit ng hydroiodic acid sa synthesis ng glacial acetic acid. Ang industriya ng langis ay nangangailangan din ng mga hydracids sa mga proseso ng pagpipino.

Mga Reagents para sa synthesis ng mga organikong at hindi organikong compound

Ang mga Hydracids ay hindi lamang nagbibigay ng acidic proton, kundi pati na rin ang kani-kanilang mga anion. Ang mga anion na ito ay maaaring gumanti sa isang organik o diorganikong compound upang makabuo ng isang tiyak na halide. Sa ganitong paraan, maaari silang mai-synthesize: fluorides, chlorides, iodides, bromides, selenides, sulfides, at iba pang mga compound.

Ang mga halide na ito ay maaaring magkaroon ng napaka magkakaibang mga aplikasyon. Halimbawa, maaari silang magamit upang synthesize ang mga polimer, tulad ng Teflon; o mga tagapamagitan, mula sa kung saan ang mga atom ng halogen ay isasama sa mga molekular na istruktura ng ilang mga gamot.

Ipagpalagay na ang molekula CH ₃ CH ₂ OH, ethanol, ay tumugon sa HCl upang mabuo ang etil klorido:

CH ₃ CH ₂ OH + HCl => CH ₃ CH ₂ Cl + H ₂ O

Ang bawat isa sa mga reaksyon na ito ay nagtatago ng isang mekanismo at maraming mga aspeto na isinasaalang-alang sa mga organikong syntheses.

Mga halimbawa

Walang maraming mga halimbawa na magagamit para sa hydracids, dahil ang bilang ng mga posibleng compound ay natural na limitado. Para sa kadahilanang ito, ang ilang mga karagdagang hydracids na may kani-kanilang nomenclature ay nakalista sa ibaba (ang pagdadaglat (ac) ay hindi pinansin):

HF, hydrofluoric acid

Binary hydracid na ang mga HF molecule ay bumubuo ng malakas na mga bono ng hydrogen, hanggang sa punto na sa tubig ito ay isang mahina na acid.

H

Hindi tulad ng mga hydracids na isinasaalang-alang hanggang noon, ito ay polyatomic, iyon ay, mayroon itong higit sa dalawang mga atomo, gayunpaman, patuloy itong maging binary dahil binubuo ito ng dalawang elemento: asupre at hydrogen.

Ang anggular na mga molekula ng MSM ay hindi nabubuo ng mga naaayon na hydrogen bond at maaaring makita ng kanilang katangian na bulok na amoy ng itlog.

HCl, hydrochloric acid

Isa sa mga kilalang acid sa sikat na kultura. Ito ay kahit na bahagi ng komposisyon ng gastric juice, na naroroon sa tiyan, at kasama ang mga digestive enzymes ay pinanghihinaan nila ang pagkain.

HBr, hydrobromic acid

Tulad ng hydroiodic acid, sa phase ng gas ay binubuo ito ng mga linear H-Br molekula, na nag-iiba-iba sa H ⁺ (H ₃ O ⁺ ) at Br ^- ions kapag pumapasok sila ng tubig.

H

Bagaman ang tellurium ay may isang tiyak na metal na katangian, ang hydracid nito ay nagbibigay ng hindi kasiya-siya at lubos na nakakalason na mga singaw, tulad ng hydrogen selenide.

Tulad ng iba pang mga hydracids ng chalcogenides (mula sa pangkat 16 ng pana-panahong talahanayan), sa solusyon ay gumagawa ito ng anion Te ^2- , kaya ang valence nito ay -2.

Mga Sanggunian

1. Clark J. (Abril 22, 2017). Ang Acidity ng Hydrogen Halides. Nabawi mula sa: chem.libretexts.org
2. Lumen: Panimula sa Chemistry. Binary Acids. Kinuha mula sa: mga kurso.lumenlearning.com
3. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (Hunyo 22, 2018). Kahulugan ng Binary Acid. Nabawi mula sa: thoughtco.com
4. G. D. Scott. Chemical Formula Writing at Pangngalan. . Nabawi mula sa: celinaschools.org
5. Madhusha. (Pebrero 9, 2018). Makakaiba sa pagitan ng Binary Acids at Oxyacids. Nabawi mula sa: pediaa.com
6. Wikipedia. (2018). Hydracid acid. Nabawi mula sa: es.wikipedia.org
7. Natalie Andrews. (Abril 24, 2017). Ang Mga Gamit ng Hydriodic Acid. Nabawi mula sa: sciencing.com
8. StudiousGuy. (2018). Hydrofluoric Acid: Mahalagang Gumagamit at Aplikasyon. Nabawi mula sa: studiousguy.com