Silne i słabe kwasy są ważne zarówno dla klasy chemicznej, jak i dla zastosowania w laboratorium. Jest bardzo mało silnych kwasów, więc jednym z najłatwiejszych sposobów odróżnienia mocnych i słabych kwasów jest zapamiętanie krótkiej listy mocnych. Każdy inny kwas jest uważany za słaby kwas.
Kluczowe dania na wynos
- Silne kwasy całkowicie dysocjują na jony w wodzie, podczas gdy słabe kwasy tylko częściowo dysocjują.
- Jest tylko kilka (7) mocnych kwasów, więc wiele osób decyduje się je zapamiętać. Wszystkie pozostałe kwasy są słabe.
- Silnymi kwasami są kwas chlorowodorowy, kwas azotowy, kwas siarkowy, kwas bromowodorowy, kwas jodowodorowy, kwas nadchlorowy i kwas chlorowy.
- Jedynym słabym kwasem powstającym w wyniku reakcji wodoru z halogenem jest kwas fluorowodorowy (HF). Chociaż technicznie jest słabym kwasem, kwas fluorowodorowy jest niezwykle silny i wysoce żrący.
Silne kwasy
Silne kwasy całkowicie dysocjują na swoje jony w wodzie, otrzymując jeden lub więcej protonów (wodór kationy) na cząsteczkę. Są tylko 7 popularnych silnych kwasów.
- HCl - kwas solny
- HNO3 - kwas azotowy
- H.2WIĘC4 - Kwas Siarkowy (HSO4- jest słabym kwasem)
- HBr - kwas bromowodorowy
- HI - kwas jodowodorowy
- HClO4 - kwas nadchlorowy
- HClO3 - kwas chlorowy
Przykłady reakcji jonizacji obejmują:
HCl → H+ + Cl-
HNO3 → H.+ + NIE3-
H.2WIĘC4 → 2H+ + SO42-
Zwróć uwagę na wytwarzanie dodatnio naładowanych jonów wodoru, a także strzałkę reakcji, która wskazuje tylko w prawo. Cały reagent (kwas) jonizuje się w produkt.
Słabe kwasy
Słabe kwasy nie dysocjują całkowicie na jony w wodzie. Na przykład HF dysocjuje na H+ i F.- jony w wodzie, ale część HF pozostaje w roztworze, więc nie jest to mocny kwas. Jest o wiele więcej słabych kwasów niż mocne kwasy. Większość kwasy organiczne są słabymi kwasami. Oto częściowa lista, uporządkowana od najsilniejszych do najsłabszych.
- HO2do2O2H - kwas szczawiowy
- H.2WIĘC3 - kwas siarkowy
- HSO4- - jon siarkowodoru
- H.3PO4 - Kwas fosforowy
- HNO2 - kwas azotowy
- HF - kwas fluorowodorowy
- HCO2H - kwas metanowy
- do6H.5COOH - kwas benzoesowy
- CH3COOH - kwas octowy
- HCOOH - kwas mrówkowy
Słabe kwasy niecałkowicie jonizują. Przykładową reakcją jest dysocjacja kwasu etanowego w wodzie z wytworzeniem kationów hydroksonu i anionów etanianowych:
CH3COOH + H2O ⇆ H3O+ + CH3GRUCHAĆ-
Uwaga strzałka reakcji w równaniu chemicznym wskazuje oba kierunki. Tylko około 1% kwasu etanowego przekształca się w jony, a pozostałą część stanowi kwas etanowy. Reakcja przebiega w obu kierunkach. Reakcja zwrotna jest bardziej korzystna niż reakcja do przodu, więc jony łatwo zmieniają się z powrotem w słaby kwas i wodę.
Rozróżnianie silnych i słabych kwasów
Można użyć stałej równowagi kwasowej Kza lub pKza w celu ustalenia, czy kwas jest silny czy słaby. Silne kwasy mają wysoką Kza lub mały pKza wartości, słabe kwasy mają bardzo małe Kza wartości lub duże pKza wartości.
Mocne i słabe vs. Skoncentrowany i Rozcieńczyć
Uważaj, aby nie pomylić terminów silnych i słabych z skoncentrowanymi i rozcieńczać. Stężony kwas to taki, który zawiera małą ilość wody. Innymi słowy, kwas jest skoncentrowany. Rozcieńczony kwas to kwaśny roztwór zawierający dużo rozpuszczalnika. Jeśli masz 12 M kwas octowy, jest on skoncentrowany, ale wciąż słabym kwasem. Bez względu na to, ile wody usuniesz, będzie to prawdą. Z drugiej strony roztwór 0,0005 M HCl jest rozcieńczony, ale nadal silny.
Strong vs. Żrący
Możesz pić rozcieńczony kwas octowy (kwas znajdujący się w occie), ale picie tego samego stężenia kwasu siarkowego spowodowałoby oparzenie chemiczne. Powodem jest to, że kwas siarkowy jest silnie żrący, podczas gdy kwas octowy nie jest tak aktywny. Podczas gdy kwasy wydają się być żrące, to najsilniejsze superkwasy (karborany) w rzeczywistości nie są żrące i mogą być trzymane w dłoni. Kwas fluorowodorowy, podczas gdy słaby kwas, przechodzi przez twoją rękę i zaatakuj swoje kości.