Hydracy

Vad är Hydrace?

De Hydracy, O binära syror, är föreningar upplösta i vatten som består av väte och ett icke -metalliskt element: vätehalider. Dess allmänna kemiska formel kan uttryckas som HX, där H är väteatomen och x det icke -metalliska elementet.

X kan tillhöra grupp 17, halogener eller elementen i grupp 16 utan att inkludera syre. Till skillnad från oxoacider saknar hydracider syre. Eftersom hydraceider är kovalenta eller molekylära föreningar måste H-X-länken övervägas. Detta är av stor betydelse och definierar egenskaperna hos varje hydracy.

H-X-länk

Allmän kemisk formel för en hydracy. Källa: Gabriel Bolívar

Vad kan sägas om H-X-länken? Som framgår av den överlägsna bilden finns det en permanent dipolmomentprodukt av de olika elektronegativiteterna mellan H och X. Eftersom X vanligtvis är mer elektronegativ än H, lockar den sitt elektroniska moln och slutar med en negativ partiell belastning 5-.

Istället h, när man ger en del av sin elektroniska densitet till x, slutar med en positiv partiell belastning 5+. Ju mer negativ Δ-, desto rikast i elektroner kommer att vara x och desto större är den elektroniska bristen på H. Beroende på vilket element som är x kan därför en hydcens vara mer eller mindre polärt.

Bilden visar också hydracidernas struktur. H-X är en linjär molekyl som kan interagera med en annan i ett av dess ändar. Ju mer polar det är HX, dess molekyler kommer att interagera med större kraft eller affinitet. Som ett resultat kommer dess kokande eller fusionspunkter att öka.

H-X-H-X-interaktioner förblir dock tillräckligt svaga för att orsaka en solid hydrace. Därför är undervillkor för tryck och omgivningstemperatur gasformiga ämnen; förutom HF, som avdunstar över 20 ° C.

Därför att? Eftersom HF kan bilda starka vätebroar. Medan andra hydraceider, vars icke -metalliska element är mindre elektronegativa, knappt kan vara i en vätskefas under 0 ° C. HCl till exempel koka vid -85 ° C ungefär.

Är hydassyror ämnen? Svaret är i den positiva partiella belastningen Δ+ på väteatomen. Om 5+ är mycket stor eller den mycket svaga H-X-bindningen, kommer Hx att vara en stark syra, som är fallet med alla halogenhydracener, när deras respektive halogenider har upplösts i vatten.

Hydraces egenskaper

Fysisk

Genomskinliga lösningar

Synligt är alla hydracider transparenta lösningar, eftersom HX är mycket lösliga i vatten. De kan ha gulaktiga toner enligt upplösta HX -koncentrationer.

De röker

Detta innebär att de avger täta, frätande och irriterande ångor (några av dem är till och med illamående). Detta beror på att HX -molekyler är mycket flyktiga och interagerar med vattenånga som omger lösningarna. Dessutom är HX i sina vattenfria former gasformiga föreningar.

De är elledare

Hydracy är bra elledare. Även om Hx är gasformiga arter till atmosfäriska förhållanden, när de löses upp i vatten släpper de joner (h⁺X^-), som tillåter passagen av elektrisk ström.

Kan tjäna dig: termodynamiska processer

Kokpunkterna är högre än för deras vattenfria former

Det vill säga HX (AC), som betecknar hydracy, kokar vid temperaturer högre än Hx (G). Till exempel väteklorid, HCl (g), kokar vid -85 ° C, men hydaklorsyra, dess hydracy, cirka 48 ° C.

Därför att? Eftersom HX -gasformiga molekyler är omgiven av vatten. Bland dem kan två typer av interaktioner uppstå samtidigt: Hx - H -broar₂Eller - hx, eller jonlösning, h₃ANTINGEN⁺(Ac) och x^-(Ac). Detta faktum är direkt relaterat till de kemiska egenskaperna hos Hydrace.

Kemikalier

Hydracider är mycket sura lösningar, så de har sura protoner h₃ANTINGEN⁺ Finns för att reagera med andra ämnen.

Var uppstår H₃ANTINGEN⁺? Av väteatomen med positiv partiell belastning Δ+, som dissocierar i vatten och hamnar kovalent i en vattenmolekyl:

Hx (ac) + h₂O (l) x^-(Ac) + h₃ANTINGEN⁺(Ac)

Observera att ekvationen motsvarar en reaktion som skapar en balans. När bildandet av x^-(Ac) + h₃ANTINGEN⁺(AC) är termodynamiskt mycket gynnad, HX kommer att släppa sin vattenproton till vatten; Och sedan detta, med H₃ANTINGEN⁺ Som den nya "bäraren" kan du reagera med en annan förening, även om den senare inte är en stark bas.

Ovanstående förklarar syraegenskaperna hos Hydrace. Detta händer för allt HX upplöst i vatten; Men vissa genererar fler syralösningar än andra. För vad är det här? Orsakerna kan vara mycket komplicerade. Inte alla HX (AC) gynnar den tidigare balansen till höger, det vill säga mot x^-(Ac) + h₃ANTINGEN⁺(Ac).

Aciditet

Och undantaget observeras i fluorhorisk syra, HF (AC). Fluor är mycket elektronegativ, därför förkortar avståndet till H-X-länken, stärker den framför sitt brott genom vattenåtgärder.

På samma sätt har H-F-länken mycket bättre överlappning av atomradioskäl. Å andra sidan är H-CL, H-BR- eller H-I-länkarna svagare och tenderar att dissociera helt i vattnet, så att det bryts med balansen ovanför ovan.

Detta beror på att de andra halogenerna eller kalfogerna (svavel, till exempel), har större atomradio och därför mer skrymmande orbitaler. Följaktligen presenterar H-X-länken den fattigaste omloppet som X är större, vilket i sin tur har en syrakraft när de är i kontakt med vatten.

På detta sätt är den minskande ordningen för surhet för halogenhydracider som följer: HF< HCl

Hydraciders nomenklatur

Vatten-

I sina vattenfria former, HX (g), bör de nämnas som dikterat för vätehalider: tillägg av suffixet -uroxe I slutet av deras namn.

Till exempel består HI (g) av en halogenid (eller hydrid) bildad av väte och jod, därför är dess namn: yoduroxe väte. Eftersom vanligtvis icke -metaller är mer elektronegativa än väte har det ett oxidationsnummer +1. I NAH har å andra sidan väte ett oxidationsnummer -1.

Det kan tjäna dig: metaller, icke -metaller och metalloider

Detta är ett annat indirekt sätt att differentiera molekylära hydrorer från halogen eller vätehalider från andra föreningar.

När Hx (g) mellan kontakt med vatten representeras den som HX (AC) och sedan har hydracy.

I vattenlösning

För att utse Hydracy, HX (AC), måste suffixet bytas ut -uroxe av dess vattenfria former av suffixet -Vatten. Och bör nämnas som syror först. För det föregående exemplet namnges HI (AC) som: Yod AcidVatten.

Hur är Hydrace?

Direkt upplösning av vätehalider

Hydraceider kan bildas genom enkel upplösning av deras motsvarande vätehalogenider i vatten. Detta kan representeras med följande kemiska ekvation:

Hx (g) => hx (ac)

Hx (g) är mycket löslig i vatten, så det finns ingen balans mellan löslighet, till skillnad från dess joniska dissociation för att frigöra syraprotoner.

Det finns emellertid en syntetisk metod som föredras eftersom den använder som råmaterialsalter eller mineraler, vilket löser dem vid låga temperaturer med starka syror.

Icke -metallsalter upplösning med syror

Om bordsalt, NaCl, upplöses med koncentrerad svavelsyra, inträffar följande reaktion:

NaCl (s) +h₂Sw₄(ac) => hcl (ac) +nahso₄(Ac)

Svavelsyran donerar en av dess syreprotoner till anjonklorid CL^-, därmed förvandla den till saltsyra. Från denna blandning kan undkomma väteklorid, HCl (g), eftersom den är mycket flyktig, särskilt om dess koncentration i vattnet är mycket hög. Det andra saltet som produceras är natriumsyra sulfat, nahso₄.

Ett annat sätt att producera det är att ersätta svavelsyra med koncentrerad fosforsyra:

NaCl (s) + h₃Po₄(ac) => hcl (ac) + nah₂Po₄(Ac)

H₃Po₄ reagerar på samma sätt som h₂Sw₄, producerar saltsyra och natriumdasfosfat. NaCl är källan till Cl -anjonen^-, så att för att syntetisera de andra hydracests, salter eller mineraler som innehåller f behövs^-, Bras^-, Yo^-, S^2-, etc.

Men användningen av H₂Sw₄ eller h₃Po₄ Det beror på dess oxidativa kraft. H₂Sw₄ Det är ett mycket starkt oxiderande medel, så att oxiderar till och med BR^- och jag^- till dess molekylära former br₂ och jag₂; Den första är en rödaktig vätska, och den andra en lila fast ämne. Därför h₃Po₄ representerar det föredragna alternativet i sådan syntes.

Hydraces användning

Städare och lösningsmedel

Hydracider används i huvudsak för att lösa upp olika typer av materia. Detta beror på att de är starka syror, och med mått kan de rengöra vilken yta som helst.

Deras syraprotoner läggs till föreningarna av föroreningar eller smuts, vilket gör dem lösliga i den vattenhaltiga miljön och dras sedan av vattnet.

Enligt den kemiska naturen hos nämnda yta kan en hydracy eller annan användas. Till exempel kan fluorhorhorinsyra inte användas för att rengöra glas eftersom det skulle lösa dem i handlingen. Saltsyran används för att ta bort fläckar på poolplattorna.

Kan tjäna dig: Darmstadtio: upptäckt, struktur, egenskaper, användningar

De kan också lösa upp stenar eller fasta prover och används sedan för analytiska eller produktionsändamål till små eller stora skalor. I jonutbyteskromatografi används utspädd saltsyra för att rengöra den återstående jonkolonnen.

Syrakatalysatorer

Vissa reaktioner kräver mycket sura lösningar för att påskynda dem och minska tiden det äger rum. Det är här hydraciderna kommer in.

Ett exempel på detta är användningen av IARHYDRIRA SYRE i syntesen av glacial ättiksyra. Oljeindustrin behöver också hydracery i raffinaderiprocesser.

Reagens för syntes av organiska och oorganiska föreningar

Hydracider ger inte bara syraprotoner, utan också deras respektive anjoner. Dessa anjoner kan reagera med en organisk eller oorganisk förening för att bilda en specifik halogenid.

På detta sätt, fluorider, klorider, jodid.

Dessa haluro kan ha mycket olika applikationer. Till exempel kan de användas för att syntetisera polymerer, såsom Teflon; eller mellanhänder, från vilka halogenatomer kommer att införlivas i molekylstrukturerna hos vissa läkemedel.

Anta att molekylen ch₃Ch₂Åh, etanol, reagerar med HCl för att bilda etylklorid:

Ch₃Ch₂OH + HCL => CH₃Ch₂Cl + H₂ANTINGEN

Var och en av dessa reaktioner döljer en mekanism och många aspekter som beaktas i organisk syntes.

Exempel på hydracest

Det finns inte många exempel tillgängliga för hydracider, eftersom antalet möjliga föreningar är naturligt begränsat. Av denna anledning listas några ytterligare hydracider nedan med sin respektive nomenklatur (förkortningen (AC)) ignoreras:

HF, fluorhorinsyra

Binär hydraceid vars H-F-molekyler bildar starka vätebroar, så att det i vatten är en svag syra.

H₂S, sulfhydronsyra

Till skillnad från de hydracider som beaktas fram till dess är det polyiatomiskt, det vill säga den har mer än två atomer, men den fortsätter att vara binär eftersom de är två element: svavel och väte.

Dess H-S-H-vinkelmolekyler bildar inte märkbara vätebroar och kan upptäckas med deras karakteristiska ruttna av ruttna ägg.

HCl, saltsyra

En av de mest kända syrorna i populärkulturen. Det är till och med en del av sammansättningen av gastrisk juice, närvarande i magen, och tillsammans med matsmältningsenzymer de förnedrar mat.

HBR, bromhydronsyra

Som iarhydronsyra består den i en gasfas av H-BR-linjära molekyler, som dissocierar på hjonerna⁺ (H₃ANTINGEN⁺) och br^- När de kommer in i vattnet.

H₂Te, telurhydronsyra

Även om Telurio har en viss metallisk karaktär, avger dess hydcens obehagliga och extremt giftiga ångor, såsom seleenhydronsyra.

Såväl som den andra hydracy^2-, Så hans Valencia är -2.

Referenser

1. Clark j. (22 april 2017). Vätrimidens surhet. Återhämtad från: kem.Librettexts.org
2. Lumen: Introduktion till kemi. Binära syror. Taget från: kurser.Lumenarning.com
3. Helmestine, Anne Marie, PH.D. (22 juni 2018). Definition av binärsyra. Återhämtat sig från: tankco.com
4. herr. D. Skotsk. Kemisk formelskrivning och nomenklatur. [Pdf]. Återhämtat sig från: Celinaschools.org
5. Madhush. (9 februari 2018). Skilja mellan binära syror och oxyacider. Återhämtat sig från: pediaa.com