Ominaisuudet ja esimerkit

Se hapot Ne ovat yhdisteitä, joilla on suuria suuntauksia luovuttaa protoneja tai hyväksyä pari elektronia. On monia määritelmiä (Bronsted, Arrhenius, Lewis), jotka kuvaavat happojen ominaisuuksia, ja kukin niistä täydentää tämän tyyppisen yhdisteen globaalin kuvan rakentamiseksi.

Edellisestä näkökulmasta kaikki tunnettuja aineita voivat olla happamia, mutta vain niitä, jotka erottuvat selvästi muiden yläpuolella. Toisin sanoen: Jos aine on erittäin heikko protonien luovuttaja, esimerkiksi veteen verrattuna, voidaan sanoa, että se ei ole happo.

Etikkahappo, heikko happo, luovuttaa protonin (vety -ioni, korostettu vihreänä) veteen tasapainoreaktiossa asetaatti -ionin ja hydroniumionien antamiseksi. Punainen: happi. Musta: Hiili. Valkoinen: vety.

Siten, jotka tarkalleen ovat hapot ja niiden luonnolliset lähteet? Tyypillinen esimerkki niistä löytyy monista hedelmistä: kuten sitrushedelmät. Limonadeilla on ominainen maku sitruunahapoista ja muista komponenteista.

Kieli voi havaita happojen läsnäolon, samoin kuin muiden makujen kanssa. Näiden yhdisteiden happamuuden tasosta riippuen maku muuttuu sietämättömämmäksi. Tällä tavoin kieli toimii happojen pitoisuuden organoleptisenä mittarina, erityisesti hydroniumionien pitoisuutena (H₃JOMPIKUMPI⁺-A.

Toisaalta happoja ei löydy vain ruoasta, vaan myös elävissä organismeissa. Samoin maaperässä on aineita, jotka voivat karakterisoida niitä hapona; Näin on alumiinin ja muiden metallikationien tapaus.

[TOC]

Happoominaisuudet

Mitä ominaisuuksia yhdisteen tulisi olla olemassa olevien määritelmien mukaan, jotta niitä voidaan pitää happona?

On kyettävä tuottamaan ionit H⁺ ja oh^- Kun liukenevat veteen (Arrhenius), sinun on lahjoitettava protonit muille lajeille erittäin helposti (Brnsted) tai lopuksi sen on kyettävä hyväksymään pari elektronia, lataamalla negatiivisesti (Lewis) (Lewis).

Nämä ominaisuudet liittyvät kuitenkin läheisesti kemialliseen rakenteeseen. Joten oppiminen analysoimaan sitä voit päätellä sen happamuuden lujuuden tai pari yhdistettä, jotka kahdesta on happamin.

- Fyysiset ominaisuudet

Hapoilla on maku, redundanssin arvoinen, happo ja sen haju polttaa usein sieraimia.  Ne ovat nestemäisiä, tarttuvilla tai rasvaisilla tekstuurilla, ja niillä on kyky muuttaa itupaperin väriä ja oranssia metyylistä punaiseksi (happojen ja emäksen ominaisuudet, s.F.-A.

- Kyky tuottaa protoneja

Vuonna 1923 tanskalainen kemisti Johannes Nicolaus Brønsted ja englantilainen kemisti Thomas Martin Lowry esittelivät Brønstedin teorian ja Lowryn totesivat, että kaikki yhdisteet, jotka voivat siirtää protonin muihin yhdisteisiin, on happo (Encyclopædia Britannian, 1998). Esimerkiksi suolahapon tapauksessa:

Hcl → h⁺ + Cl^-

Brønstedin ja Lowryn teoria eivät selittäneet tiettyjen aineiden happokäyttäytymistä. Vuonna 1923 amerikkalainen kemisti Gilbert N. Lewis esittelee teoriansa, jossa happoa pidetään jokaisena yhdisteenä, joka kemiallisessa reaktiossa pystyy liittymään pari elektronia, joita ei jaettu toisessa molekyylissä (Encyclopædia Britannica, 1998).

Tällä tavalla ionit kuten cu²⁺, usko²⁺ ja usko³⁺ Heillä on kyky liittyä ilmaisiin elektronien pareihin, esimerkiksi vedestä protonien tuottamiseksi tavalla:

Voi palvella sinua: Chrome (CR)

 Cu²⁺ + 2H₂O → Cu (OH)₂ + 2H⁺

- Heillä on huonoja vetyjä elektronisessa tiheydessä

Metaanimolekyylille, Cho₄, Yhdelläkään sen vedoista ei ole elektronista puutetta. Tämä johtuu siitä, että hiilen ja vedyn välisen elektronegatiteetin ero on hyvin pieni. Mutta jos yksi fluoridin H -atomista korvattiin, dipolin hetkessä tapahtuisi huomattava muutos: H₂FC-H.

H Koe elektronisen pilven siirtyminen F -kytkettyyn viereiseen atomiin, joka on sama, Δ+ kasvaa. Jälleen, jos toinen H korvataan toisella F: llä, niin molekyyli olisi: HF₂C-H.

Nyt Δ+ on vielä suurempi, koska erittäin elektronegatiivista F on kaksi atomia, jotka vähentävät elektronisen tiheyden C: lle, ja jälkimmäinen, näin ollen H. Jos korvausprosessi jatkuu lopulta: f₃C-H.

Tässä viimeisessä molekyylissä H Se esittelee naapureiden kolmen atomin seurauksena huomattavan elektronisen puutteen. Tämä Δ+ ei jää huomaamatta millään elektronilla riittävän rikkaalla lajilla tämän poistamiseksi H Ja tällä tavalla f₃Ch on negatiivisesti varautunut:

F₃C-H + : N^- (negatiiviset lajit) => f₃C:^- + HN

Aikaisempi kemiallinen yhtälö voidaan myös ottaa huomioon tällä tavalla: f₃Ch lahjoittaa protonin (H⁺, hän H kun se on irrotettu molekyylistä) - N; tai f₃Ch voittaa pari elektronia H Kun viimeinen alkaen: n lahjoitetaan jälkimmäiselle^-.

- Lujuus tai happamuusvakio

Kuinka paljon f₃C:^- on läsnä liuoksessa? Tai kuinka monta m molekyyliä₃CH voi luovuttaa happoa vetyä n? Näihin kysymyksiin vastaamiseksi on välttämätöntä määrittää F: n keskittyminen₃C:^- tai HN ja matemaattisen yhtälön kautta määritä numeerinen arvo, jota kutsutaan happamuusvakioksi, ka.

Mitä enemmän f -molekyylejä₃C:^- tai hn esiintyy, enemmän happoa on f₃Ch ja isompi hänen ka. Tällä tavalla KA auttaa selventämään kvantitatiivisesti, mitkä yhdisteet ovat enemmän happoja kuin muut; Ja myös hylkää ne, joiden Ka on pieni äärimmäinen järjestys.

Joillakin Ka: lla voi olla arvoja, jotka ovat noin 10^-1 ja 10^-5, Ja muut, miljoonannen pienemmät arvot, kuten 10^-viisitoista ja 10^-35. Voidaan sitten sanoa, että viimeiset, joilla on nämä happamuusvakiot, ovat erittäin heikkoja happoja ja ne voidaan hylätä sellaisenaan.

Joten millä seuraavista molekyyleistä suurimmalla KA: lla on: ch₄, CH₃F, ch₂F₂ tai CHF₃? Vastaus on elektronisen tiheyden puuttuessa, Δ+, niiden hydrogeissa.

Mitat

Mutta mitkä ovat KA -mittausten standardisoinnin kriteerit? Sen arvo voi vaihdella suuresti riippuen siitä, mitkä lajit h saavat⁺. Esimerkiksi, jos: n on vahva pohja, Ka on hieno; Mutta jos päinvastoin, se on erittäin heikko pohja, Ka on pieni.

KA -mittaukset tehdään käyttämällä yleisimpiä ja heikkoja kaikista emäksistä (ja hapoista): vettä. H: n luovutusasteesta riippuen⁺ H -molekyyleille₂Tai, 25 ° C: ssa ja ilmakehän paineessa, vakioolosuhteet kaikkien yhdisteiden happamuusvakioiden määrittämiseksi.

Voi palvella sinua: Tolueeeni: rakenne, ominaisuudet, käytöt, hankkiminen

Tästä eteenpäin monien yhdisteiden happamuusvakioiden ohjelmisto, sekä epäorgaaniset että orgaaniset.

- Siinä on erittäin vakaa konjugoituja emäksiä

Hapoilla on kemiallisia rakenteitaan erittäin elektronegatiivisia tai yksiköitä (aromaattisia renkaita), jotka houkuttelevat ympäröivien vetyjen elektronisia tiheyksiä, aiheuttaen siten osittain positiivisia ja reagensseja pohjaan ennen emäksiä.

Kun he luovuttavat protonit, haposta tulee konjugoitu emäs; eli negatiivinen laji, joka pystyy hyväksymään h⁺ tai lahjoita pari elektronia. CF -molekyylin esimerkissä₃H konjugoitu pohja on vrt₃^--

Vrt₃^- + HN CHF₃ + : N^-

Kyllä vrt₃^- Se on erittäin vakaa konjugaattipohja, tasapaino siirtyy edelleen vasemmalle kuin oikealle. Lisäksi mitä stabiilempi se on sama, sitä reaktiivisempi ja happo.

Kuinka tietää kuinka vakaat he ovat? Kaikki riippuu siitä, kuinka he käsittelevät uutta negatiivista kuormaa. Jos ne voivat delevoida tai levittää kasvavaa elektronista tiheyttä tehokkaasti, sitä ei voida käyttää sitoutumisen muodostumisessa emäksen H: n kanssa.

- Heillä voi olla positiivisia maksuja

Kaikissa hapoissa ei ole vetyjä, joilla on elektroninen puute, mutta voi myös olla muita atomeja, jotka kykenevät hyväksymään elektroneja, positiivisella kuormalla tai ilman sitä.

Miten tämä? Esimerkiksi Boro Trifluoride, BF₃, B: n atomista puuttuu oktetti Valenciassa, joten se voi muodostaa yhteyden mihin tahansa atomiin, joka antaa sille pari elektronia. Jos anioni f^- Kierros sen läheisyydessä tapahtuu seuraava kemiallinen reaktio:

Bf₃ + F^- => Bf₄^-

Toisaalta ilmaiset metallikationit, kuten Al³⁺, Zn²⁺, Naa⁺, jne., Niitä pidetään happona, koska heidän ympäristönsä voi hyväksyä rikkaiden elektronien datiiviset (koordinaatio) sidokset. He reagoivat myös OH -ionien kanssa^- Saostuminen metallihydroksideiksi:

Zn²⁺(AC) + 2OH^-(AC) => Zn (OH)₂(S)

Kaikkia näitä kutsutaan Lewis -hapoiksi, kun taas protoneja luovuttavat bronsted -hapot.

- Niiden ratkaisuilla on pH -arvot alle 7

Kuva: pH -asteikko.

Tarkemmin sanottu.

Tämä voidaan varmistaa käyttämällä happo-emäsindikaattoria, kuten fenoliftaleiini, yleinen indikaattori tai Coloradin mehu. Ne yhdisteet, jotka kiertävät alhaiselle pH: lle ilmoitetut, ovat happamia. Tämä on yksi yksinkertaisimmista testeistä niiden läsnäolon määrittämiseksi.

Sama voidaan tehdä esimerkiksi eri maaperän näytteille eri puolilta maailmaa, määrittäen siten sen pH -arvot yhdessä muiden muuttujien kanssa karakterisoivat ne.

Se voi palvella sinua: Ritchter-Wenzel Law: Mikä on, tarinoita, lausuntoja, esimerkkejä

Ja lopuksi, kaikilla hapolla on surkeita makuja, kunhan ne eivät ole niin keskittyneitä palauttamattoman kielen kudoksiin polttamiseen.

- Kyky neutraloida emäkset

Arrhenius ehdottaa teoriassaan, että hapot, jotka pystyvät tuottamaan protoneja, reagoivat emäksen hydroksiilien kanssa suolan ja veden muodostamiseksi tavalla:

HCL + NaOH → NaCl + H₂JOMPIKUMPI.

Tätä reaktiota kutsutaan neutralaatioksi ja se on analyyttisen tekniikan perusta, jota kutsutaan titrausksi (Bruce Mahan, 1990).

Vahvat hapot ja heikko hapot

Hapot luokitellaan vahvoihin happoihin ja heikkoihin happoihin. Hapon lujuus liittyy sen tasapainovakioon, joten happojen tapauksessa nämä vakiot nimitetään KA -happamuusvakioiksi.

Siten vahvoilla hapolla on suuri happamuusvakio, joten niillä on taipumus dissosioitua kokonaan. Esimerkkejä näistä hapoista ovat rikkihappoa, suolahappoa ja typpihappoa, joiden happamuusvakiot ovat niin suuria, että sitä ei voida mitata vedessä.

Toisaalta heikko happo on se, jonka dissosiaatiovakio on alhainen, joten se on kemiallisessa tasapainossa. Esimerkkejä näistä hapoista ovat etikkahappo- ja maitohappo- ja typpihappoa, joiden happamuusvakiot ovat luokkaa 10^-4. Kuvio 1 esittää eri happojen erilaisia ​​happamuusvakioita.

Kuvio 1: Happojen dissosiaatiovakiot.

Esimerkkejä hapoista

Vetyhalididit

Kaikki vetyhalogenidit ovat happamia yhdisteitä, varsinkin kun ne liukenevat veteen:

-HF (fluorhaapihappo).

-HCL (suolahappo).

-HBR (bromhydrihappo).

-Hei (yodiumhappo).

Oksoasidit

Oksoasidit ovat oksoanioiden protonoidut muodot:

Hno₃ (typpihappo).

H₂Sw₄ (rikkihappo).

H₃Poikki₄ (fosforihappo).

Hclo₄ (perkloorihappo).

Superhappot

Superhappot ovat brnsted -hapon seos ja vahva Lewis -happo. Sekoitettuna ne muodostavat monimutkaisia ​​rakenteita, joissa tiettyjen tutkimusten mukaan H⁺ "Brinca" heidän sisällään.

Sen syövyttävä voima on sellainen, että on olemassa miljardeja aikoja vahvempia kuin h₂Sw₄ keskitetty. Niitä käytetään raakaöljyssä läsnä olevien suurten molekyylien murtamiseen pienemmissä, haarautuneissa molekyyleissä ja suurella taloudellisen lisäarvon lisäarvolla.

-Bf₃/HF

-SBF₅/HF

-SBF₅/HSO₃F

-Vrt₃Sw₃H

Orgaaniset hapot

Orgaanisiin hapoihin on ominaista, että sillä on yksi tai useampi karboksyyliryhmä (COOH), ja niiden joukossa ovat:

-Sitruunahappo (läsnä monissa hedelmissä)

-Malibiagihappo (vihreät omenat)

-Etikkahappo (kaupallinen etikka)

-Buttiacen (räätälöi)

-Viinien tartaasihappo (viinit)

-Ja rasvahappojen perhe.

Viitteet

1. Torrens H. Kovat ja pehmeät hapot ja emäkset. [PDF]. Otettu: DEPA.Fquim.Yksinäinen.MX
2. Helmestine, Anne Marie, PH.D -d. (3. toukokuuta 2018). 10 yleisen hapon nimet. Toipunut: Admingco.com
3. Kemia norialaiset. Hapot ja emäkset: molekyylirakenne ja käyttäytyminen. Otettu: Chem.WISC.Edu
4. Deziel, Chris. (27. huhtikuuta 2018). Happojen ja emästen yleiset ominaisuudet. Tiede. Toipunut: tiedekunnasta.com
5. Pittsburghin supertietokonekeskus (PSC). (25. lokakuuta 2000).  Haettu osoitteesta: PSC.Edu.