Definicja mocnego kwasu i przykłady

Silny kwas jest taki, który jest całkowicie zdysocjowany lub zjonizowany w roztwór wodny. Jest to gatunek chemiczny o wysokiej zdolności do utraty protonu, H.⁺. W wodzie silny kwas traci jeden proton, który jest wychwytywany przez wodę, tworząc jon hydroniowy:

HA (aq) + H₂O → H₃O⁺(aq) + A⁻(aq)

Diprotonowe i polipropowe kwasy mogą tracić więcej niż jeden proton, ale wartość pKa i reakcja „silnego kwasu” odnoszą się tylko do utraty pierwszego protonu.

Silne kwasy mają małą stałą logarytmiczną (pKa) i dużą stałą dysocjacji kwasu (Ka).

Większość silnych kwasów jest korozyjna, ale niektóre superkwasy nie. W przeciwieństwie do niektórych słabe kwasy (np. kwas fluorowodorowy) może być silnie żrący.

Wraz ze wzrostem stężenia kwasu zmniejsza się zdolność do dysocjacji. W normalnych warunkach w wodzie silne kwasy całkowicie dysocjują, ale skrajnie stężone roztwory nie.

Chociaż istnieje wiele słabych kwasów, jest niewiele silnych kwasów. The powszechne silne kwasy zawierać:

• HCl (kwas solny)
instagram viewer
• H.₂WIĘC₄ (Kwas Siarkowy)
• HNO₃ (kwas azotowy)
• HBr (kwas bromowodorowy)
• HClO₄ (kwas nadchlorowy)
• HI (kwas jodowodorowy)
• Kwas p-toluenosulfonowy (silny kwas rozpuszczalny w organice)
• kwas metanosulfonowy (ciekły organiczny mocny kwas)

Następujące kwasy dysocjują prawie całkowicie w wodzie, dlatego często uważa się je za mocne kwasy, chociaż nie są one bardziej kwaśne niż jon hydroniowy, H₃O⁺:

• HNO₃ (kwas azotowy)
• HClO₃ (kwas chlorowy)

Niektórzy chemicy uważają jon hydroniowy, kwas bromowy, kwas okresowy, kwas nadbromowy i kwas okresowy za silne kwasy.

Jeśli zdolność do oddawania protonów zostanie wykorzystana jako podstawowe kryterium siły kwasowej, mocne kwasy (od najsilniejszych do najsłabszych) byłyby następujące:

• H [SbF₆] (kwas fluoroantimonowy)
• FSO₃HSbF₅ (kwas magiczny)
• H (CHB₁₁Cl₁₁) (superkwas karboranowy)
• FSO₃H (kwas fluorosiarkowy)
• CF₃WIĘC₃H (kwas triflowy)

Są to „superkwasy”, które są zdefiniowane jako kwasy, które są bardziej kwasowe niż 100% kwas siarkowy. Superkwasy trwale protonują wodę.

Być może zastanawiasz się, dlaczego silne kwasy dysocjują tak dobrze lub dlaczego niektóre słabe kwasy nie ulegają całkowitej jonizacji. W grę wchodzi kilka czynników:

• Promień atomowy: Wraz ze wzrostem promienia atomowego rośnie kwasowość. Na przykład, HI jest mocniejszym kwasem niż HCl (jod jest większym atomem niż chlor).
• Elektroujemność: Im bardziej elektroujemna jest skoniugowana podstawa w tym samym okresie układu okresowego (A^-), tym bardziej jest kwaśny.
• Ładunek elektryczny: im bardziej dodatni ładunek na atomie, tym wyższa jego kwasowość. Innymi słowy, łatwiej jest pobrać proton z gatunku neutralnego niż z ładunku ujemnego.
• Równowaga: Gdy kwas dysocjuje, równowaga jest osiągana dzięki jego sprzężonej zasadzie. W przypadku silnych kwasów równowaga silnie faworyzuje produkt lub znajduje się na prawo od równania chemicznego. Sprzężona zasada mocnego kwasu jest znacznie słabsza niż woda jako zasada.
• Rozpuszczalnik: W większości zastosowań, silne kwasy są omawiane w odniesieniu do wody jako rozpuszczalnika. Jednak kwasowość i zasadowość mają znaczenie w niewodnym rozpuszczalniku. Na przykład w ciekłym amoniaku kwas octowy jonizuje się całkowicie i może być uważany za silny kwas, nawet jeśli jest słabym kwasem w wodzie.