Egenskaper och exempel

De syror De är föreningar med höga trender för att donera protoner eller acceptera ett par elektroner. Det finns många definitioner (Bronsted, Arrhenius, Lewis) som kännetecknar egenskaperna hos syror, och var och en av dem kompletterar för att bygga en global bild av denna typ av förening.

Ur föregående perspektiv kan alla kända ämnen vara sura, men bara de som sticker ut långt över andra betraktas som sådana. Med andra ord: Om ett ämne är en extremt svag givare av protoner, till exempel jämfört med vatten, kan det sägas att det inte är en syra.

Ättiksyra, en svag syra, donerar en proton (vätejon, markerad i grönt) till vattnet i en balansreaktion för att ge acetatjon och hydroniumjon. Röd: syre. Svart: kol. Vit: Väte.

Således, som exakt är syror och deras naturliga källor? Ett typiskt exempel på dem finns i många frukter: som citrus. Lemonader har sin karakteristiska smak på grund av citronsyra och andra komponenter.

Språk kan upptäcka närvaron av syror, liksom med andra smaker. Beroende på surhetsnivån för dessa föreningar blir smaken mer outhärdlig. På detta sätt fungerar språket som en organoleptisk mätare av koncentrationen av syror, särskilt koncentrationen av hydroniumjon (h₃ANTINGEN⁺).

Å andra sidan finns syror inte bara i mat, utan också inom levande organismer. På samma sätt har jordarna ämnen som kan karakterisera dem som syror; Sådant är fallet med aluminium och andra metallkatjoner.

[TOC]

Syraegenskaper

Vilka egenskaper bör en förening enligt befintliga definitioner betraktas som syra?

Måste kunna generera joner h⁺ och åh^- När du löser in vatten (Arrhenius) måste du donera protoner till andra arter mycket enkelt (Brnsted) eller slutligen, det måste kunna acceptera ett par elektroner, ladda negativt (Lewis).

Dessa egenskaper är emellertid nära besläktade med den kemiska strukturen. Så att lära dig att analysera det kan du härleda dess styrka av surhet eller ett par föreningar som av de två är den mest sura.

- Fysikaliska egenskaper

Syror har en smak, värt redundans, syra och dess lukt bränner ofta näsborrarna.  De är flytande med klibbig eller oljig konsistens och har förmågan att ändra färgen på groddpapper och orange från metyl till rött (egenskaper hos syror och baser, s.F.).

- Förmåga att generera protoner

Året 1923 introducerade den danska kemisten Johannes Nicolaus Brønsted och den engelska kemisten Thomas Martin Lowry Brønsteds teori och Lowry som säger att alla föreningar som kan överföra en proton till någon annan förening är en syra (Encyclopædia Britannica, 1998)). Till exempel i fallet med saltsyra:

Hcl → h⁺ + Kli^-

Brønsted och Lowrys teori förklarade inte syrabeteendet hos vissa ämnen. 1923 den amerikanska kemisten Gilbert n. Lewis introducerar sin teori, där en syra betraktas som alla föreningar som i en kemisk reaktion kan gå med i ett par elektroner som inte delas i en annan molekyl (Encyclopædia Britannica, 1998).

På detta sätt är joner som CU²⁺, tro²⁺ och tro³⁺ De har förmågan att gå med i fria elektronpar, till exempel vatten för att producera protoner på sättet:

Kan tjäna dig: Chrome (CR)

 Cu²⁺ + 2h₂O → CU (OH)₂ + 2h⁺

- De har dåliga hydrogener i elektronisk densitet

För metanmolekylen, Cho₄, Ingen av dess hydrogener har elektronisk brist. Detta beror på att skillnaden i elektronegativitet mellan kol och väte är mycket liten. Men om en av H -atomerna för en av fluorid ersattes, skulle det bli en anmärkningsvärd förändring vid dipolmomentet: h₂Fc-H.

H Upplev en förskjutning av ditt elektroniska moln till den intilliggande atomen som är kopplad till F, vilket är detsamma, Δ+ ökar. Återigen, om en annan H ersätts av en annan F, skulle molekylen vara: HF₂C-H.

Nu är 5+ ännu större, eftersom det finns två atomer av mycket elektronegativ F, som subtraherar elektronisk densitet till C, och den senare, följaktligen, till H. Om den fortsatta ersättningsprocessen äntligen skulle erhållas: f₃C-H.

I den sista molekylen H Den presenterar, som en följd av de tre grannarnas atomer, en markant elektronisk brist. Denna Δ+ går inte obemärkt av några arter som är tillräckligt rika i elektroner för att ta bort detta H Och på detta sätt f₃CH är negativt laddad:

F₃C-H + : N^- (negativa arter) => f₃C:^- + HN

Den tidigare kemiska ekvationen kan också övervägas på detta sätt: f₃Ch donerar en proton (h⁺, han H en gång lossat från molekylen) till: n; eller, f₃CH vinner ett par elektroner från H När den sista från: n doneras till den senare^-.

- Styrka eller surhetskonstant

Hur mycket f₃C:^- är närvarande i lösningen? Eller hur många M -molekyler₃Ch kan donera syra väte till n? För att svara på dessa frågor är det nödvändigt att bestämma koncentrationen av F₃C:^- eller HN och, genom en matematisk ekvation, upprätta ett numeriskt värde som kallas surhetskonstant, KA.

Ju mer F -molekyler₃C:^- eller hn inträffar, mer syra kommer att vara f₃Ch och större hans ka. På detta sätt hjälper KA att klargöra, kvantitativt, vilka föreningar som är fler syror än andra; Och också kassera dem vars ka är av en liten extrem ordning.

Vissa KA kan ha värden som är cirka 10^-1 och 10^-5, Och andra, miljon än mindre värden som 10^-femton och 10^-35. Det kan sägas att de sista, med dessa surhetskonstanter, är extremt svaga syror och kan kasseras som sådan.

Så vilken av följande molekyler har den största KA: Ch₄, Ch₃F, ch₂F₂ eller chf₃? Svaret ligger i bristen på elektronisk densitet, 5+, i deras hydrogener.

Mätningar

Men vad är kriterierna för att standardisera KA -mätningar? Dess värde kan sträcka sig mycket beroende på vilka arter H kommer att få⁺. Till exempel, om: n är en stark bas, kommer KA att vara stor; Men om det tvärtom är en mycket svag bas kommer KA att vara liten.

KA -mätningar görs med hjälp av de vanligaste och svaga av alla baser (och syror): vatten. Beroende på graden av donation av h⁺ Till H -molekylerna₂Eller, vid 25 ° C och vid ett tryck av en atmosfär, är standardförhållandena för att bestämma surhetskonstanterna för alla föreningar etablerade.

Kan tjäna dig: toluen: struktur, egenskaper, användningar, erhållning

Härifrån en repertoar av surhetskonstanter för många föreningar, både oorganiska och organiska.

- Den har mycket stabila konjugerade baser

Syrorna har i sina kemiska strukturer mycket elektronegativa eller enheter (aromatiska ringar) som lockar elektroniska tätheter hos de omgivande hydrogener och därmed orsakar delvis positivt och reagens till en bas före en bas.

När de donerar protonerna blir syran en konjugerad bas; det vill säga en negativ art som kan acceptera h⁺ eller donera ett par elektroner. I exemplet med CF -molekylen₃H din konjugerade bas är cf₃^-:

Jfr₃^- + Hn chf₃ + : N^-

Ja CF₃^- Det är en mycket stabil konjugatbas, balansen kommer att förskjutas längre till vänster än till höger. Dessutom är ju mer stabilt det är detsamma, desto mer reaktivt och syra.

Hur man vet hur stabila de är? Allt beror på hur de hanterar den nya negativa belastningen. Om de kan delokera eller sprida den växande elektroniska densiteten effektivt kommer den inte att vara tillgänglig för att användas vid bildningen av bindningen med basens H.

- De kan ha positiva avgifter

Inte alla syror har hydrogener med elektronisk brist, men kan också ha andra atomer som kan acceptera elektroner, med eller utan positiv belastning.

Hur är detta? Till exempel i Boro Trifluoride, BF₃, Atomen av B saknar en oktett i Valencia, så att den kan bilda koppling till alla atom som ger det ett par elektroner. Om en anjon f^- Rund i dess närhet inträffar följande kemiska reaktion:

Bf₃ + F^- => Bf₄^-

Å andra sidan, fria metallkatjoner, som Al³⁺, Zn²⁺, Na⁺, etc., De betraktas som syror, eftersom deras miljö kan acceptera dativa (samordning) bindningar av rika elektroner. De reagerar också med OH -joner^- Att fälla ut som metallhydroxider:

Zn²⁺(AC) + 2OH^-(AC) => Zn (OH)₂(S)

Alla dessa är kända som Lewis -syror, medan de som donerar protoner är Bronsted Acids.

- Deras lösningar har pH -värden mindre än 7

Bild: pH -skala.

Mer specifikt genererar en syra när den löses i något lösningsmedel (som inte neutraliserar det märkbart) lösningar med pH mindre än 3, även om under 7 mycket svaga syror övervägs.

Detta kan verifieras genom att använda en syra-basindikator, såsom fenolftalin, den universella indikatorn eller juicen från Colorad. De föreningar som turnerar de som anges för lågt pH, är sura. Detta är ett av de enklaste testerna för att bestämma närvaron av dem.

Detsamma kan till exempel göras för olika markprover från olika delar av världen, vilket bestämmer dess pH -värden till tillsammans med andra variabler karakteriserar dem.

Det kan tjäna dig: Ritchter-Wenzel Law: Vad är, berättelser, uttalanden, exempel

Och slutligen har alla syror jordiska smaker, så länge de inte är så koncentrerade till irreversibelt bränna tungvävnader.

- Förmåga att neutralisera baser

Arrhenius föreslår i sin teori att syror, för att kunna generera protoner, reagera med basernas hydroxiler för att bilda salt och vatten i vägen:

HCl + NaOH → NaCl + H₂ANTINGEN.

Denna reaktion kallas neutralisering och är grunden för den analytiska tekniken som kallas titrering (Bruce Mahan, 1990).

Starka syror och svaga syror

Syror klassificeras i starka syror och svaga syror. Styrkan hos en syra är förknippad med dess jämviktskonstant, därmed i fallet med syror, dessa konstanter utses KA -surhetskonstanter.

Således har starka syror en stor surhetskonstant så att de tenderar att dissociera helt. Exempel på dessa syror är svavelsyra, saltsyra och salpetersyra, vars surhetskonstanter är så stora att den inte kan mätas i vatten.

Å andra sidan är en svag syra en vars dissociationskonstant är låg så den är i kemisk jämvikt. Exempel på dessa syror är ättiksyra och mjölksyra och kvävesyra vars surhetskonstanter är i storleksordningen 10^-4. Figur 1 visar de olika surhetskonstanterna för olika syror.

Bild 1: Syra dissociationskonstanter.

Exempel på syror

Vätehalogenider

Alla vätehalogenider är sura föreningar, särskilt när de upplöses i vatten:

-HF (fluorhorinsyra).

-HCl (saltsyra).

-HBR (Bromhydric Acid).

-Hej (yodiumsyra).

Oxoacider

Oxoacider är de protonerade formerna av oxoanioner:

Hno₃ (salpetersyra).

H₂Sw₄ (svavelsyra).

H₃Po₄ (fosforsyra).

Hclo₄ (Perklorsyra).

Supersyror

Supersyror är blandningen av en Brnsted -syra och en stark Lewis -syra. När de är blandade bildar de komplexa strukturer där enligt vissa studier h⁺ "Brinca" inom dem.

Dess frätande kraft är sådan att det finns miljarder gånger starkare än h₂Sw₄ koncentrerad. De används för att spricka stora molekyler som finns i råolja, i mindre, grenade molekyler och med stort ekonomiskt värde tillagda.

-Bf₃/Hf

-Sbf₅/Hf

-Sbf₅/Hso₃F

-Jfr₃Sw₃H

Organiska syror

Organiska syror kännetecknas av att ha en eller flera karboxylgrupper (COOH), och bland dem är:

-Citronsyra (närvarande i många frukter)

-Äppelsyra (gröna äpplen)

-Ättiksyra (kommersiell vinäger)

-Smörsyra (av harskt smör)

-Tartarsyra (av viner)

-Och familjen av fettsyror.

Referenser

1. Tors h. Hårda och mjuka syror och baser. [Pdf]. Taget från: depa.Fquim.Unk.mx
2. Helmestine, Anne Marie, PH.D. (3 maj 2018). Namn på 10 vanliga syror. Återhämtat sig från: tankco.com
3. Kempils norials. Syror och baser: molekylstruktur och beteende. Taget från: Chem.Vagga.Edu
4. Deziel, Chris. (27 april 2018). Allmänna egenskaper hos syror och baser. Forskning. Återhämtat sig från: forskning.com
5. Pittsburgh Supercomputing Center (PSC). (25 oktober 2000).  Hämtad från: PSC.Edu.