- Čo sú slabé kyseliny?
- Disociácia slabých kyselín
- vlastnosti
- Polarita a indukčný účinok
- Atómový polomer a pevnosť spojenia
- Príklady slabých kyselín
- Referencie
Tieto slabé kyseliny sú len čiastočne disociuje vo vode. Po disociácii dosiahne roztok, v ktorom sa nachádzajú, rovnováhu a súčasne sa pozoruje kyselina a jej konjugovaná báza. Kyseliny sú molekuly alebo ióny, ktoré môžu darovať hydróniový ión (H + ) alebo môžu tvoriť kovalentnú väzbu s párom elektrónov.
Tieto sa zase dajú klasifikovať podľa ich sily: silné kyseliny a slabé kyseliny. Keď hovoríme o sile kyseliny, je to vlastnosť, ktorá meria stupeň ionizácie týchto druhov; to znamená schopnosť alebo tendencia kyseliny stratiť protón.
Graf špekulácie pre slabú kyselinu, ktorá disociuje HA + H2O ↔ A- + H3O +
Silná kyselina je kyselina, ktorá sa úplne disociuje v prítomnosti vody; to znamená, že jeden mól silnej kyseliny rozpustenej vo vode bude mať za následok oddelenie jedného mólu H + a jedného mólu konjugovanej bázy A - .
Čo sú slabé kyseliny?
Slabé kyseliny, ako je uvedené vyššie, sú tie, ktoré sa čiastočne disociujú vo vode. Väčšina kyselín sú slabé kyseliny a vyznačujú sa uvoľňovaním iba niekoľkých atómov vodíka do roztoku, v ktorom sa nachádzajú.
Keď slabá kyselina disociuje (alebo ionizuje), nastane jav chemickej rovnováhy. Tento jav je stav, v ktorom sú oba druhy (tj reaktanty a produkty) prítomné v koncentráciách, ktoré sa časom nemenia.
Tento stav nastane, keď sa rýchlosť doprednej reakcie rovná rýchlosti spätnej reakcie. Preto sa tieto koncentrácie nezvyšujú ani neznižujú.
„Slabá“ klasifikácia slabej kyseliny je nezávislá od jej disociačnej schopnosti; kyselina sa považuje za slabú, ak menej ako 100% jej molekuly alebo iónu neúplne disociuje vo vodnom roztoku. Preto existuje tiež určitý stupeň disociácie medzi samotnými slabými kyselinami, ktorý sa nazýva disociačná konštanta kyseliny Ka.
Čím silnejšia je kyselina, tým vyššia je jej hodnota Ka. Najsilnejší slabá kyselina je hydronium ión (H 3 O + ), ktorý je považovaný za hranice medzi slabých kyselín a silných kyselín.
Disociácia slabých kyselín
Slabé kyseliny neúplne ionizujú; to znamená, že ak je táto slabá kyselina zastúpená vo všeobecnom vzorci roztoku ako HA, potom by vo vytvorenom vodnom roztoku bolo prítomné významné množstvo nedisociovaného HA.
Slabé kyseliny sa pri disociácii riadia nasledujúcim vzorcom, kde H + je v tomto prípade hydróniový ión a A - predstavuje konjugovanú bázu kyseliny.
Sila slabej kyseliny je vyjadrená ako rovnovážna konštanta alebo ako percento disociácie. Ako už bolo uvedené, výraz Ka je disociačná konštanta kyseliny, ktorá súvisí s koncentráciami reaktantov a produktov v rovnováhe nasledujúcim spôsobom:
Ka = /
Čím vyššia je hodnota Ka, tým viac sa uprednostňuje tvorba H + a tým nižšie je pH roztoku. Ka slabých kyselín sa pohybuje medzi hodnotami 1,8 x 10-16 až 55,5. Kyseliny s hodnotou Ka menšou ako 1,8 x 10-16 majú menšiu kyselinovú silu ako voda.
Inou metódou používanou na meranie sily kyseliny je štúdium percenta disociácie (a), ktoré sa pohybuje od 0% <a <100%. Definuje sa ako:
a = / +
Na rozdiel od Ka nie je α konštanta a bude závisieť od hodnoty. Vo všeobecnosti sa hodnota α zvýši s hodnotou. V tomto zmysle sa kyseliny stávajú silnejšími v závislosti od stupňa riedenia.
vlastnosti
Existuje množstvo vlastností, ktoré určujú silu kyseliny a robia ju viac alebo menej silnou. Medzi tieto vlastnosti patrí polarita a indukčný účinok, atómový polomer a sila spojenia.
Polarita a indukčný účinok
Polarita sa vzťahuje na distribúciu elektrónov vo väzbe, ktorá je oblasťou medzi dvoma atómovými atómami, v ktorej má spoločný podiel voličov.
Čím podobnejšia je elektronegativita medzi dvoma druhmi, tým ekvivalentnejšie je zdieľanie elektrónov; ale čím viac sa elektronegativita líši, tým viac času elektróny strávia v jednej molekule ako v druhej.
Vodík je elektropozitívny prvok a čím vyššia je elektronegativita prvku, na ktorý sa viaže, tým vyššia je kyslosť vzniknutej zlúčeniny. Z tohto dôvodu bude kyselina silnejšia, ak sa vyskytne medzi vodíkovou väzbou a elektronegatívnejším prvkom.
Indukčný účinok ďalej znamená, že vodík nemusí byť priamo naviazaný na elektronegatívny prvok, aby zlúčenina zvýšila svoju kyslosť. Z tohto dôvodu sú niektoré izoméry látok kyslejšie ako iné, v závislosti od konfigurácie ich atómov v molekule.
Atómový polomer a pevnosť spojenia
Sila väzby, ktorá viaže vodík na atóm, ktorý riadi kyselinu, je ďalším dôležitým faktorom pri definovaní kyslosti molekuly. To zase závisí od veľkosti atómov, ktoré zdieľajú väzbu.
Pre kyselinu zvanú HA, čím viac zväčšujete veľkosť jej atómu A, tým väčšia bude sila jej väzby, takže táto väzba sa ľahšie rozbije; to robí molekulu kyslejšou.
Atómy s vyššími atómovými polomermi budú vďaka tomuto detailu prospešné v kyslosti, pretože ich väzba s vodíkom bude menej silná.
Príklady slabých kyselín
Existuje veľké množstvo slabých kyselín (väčšinou všetkých kyselín). Tie obsahujú:
- kyselina Sírnatá (H 2 SO 3 ).
- kyselina fosforečná (H 3 PO 4 ).
- Kyselina dusitá (HNO 2 ).
- kyselina fluorovodíková (HF).
- kyselina octová (CH 3 COOH).
- kyselina uhličitá (H 2 CO 3 ).
- Kyselina benzoová (C 6 H 5 COOH).
Referencie
- Slabá kyselina. (SF). Zdroj: en.wikipedia.org
- Esenciálna biochémia. (SF). Zdroj: wiley.com
- CliffNotes. (SF). Našiel sa na webe cliffsnotes.com
- Science, F. o. (SF). University of Waterloo. Zdroj: science.uwaterloo.ca
- Anne Marie Helmenstine, P. (nd). ThoughtCo. Našiel sa z thinkco.com