EN stærk syre er en hvilken som helst forbindelse, der er i stand til fuldstændigt og irreversibelt at frigive protoner eller hydrogenioner, H+. At være så reaktiv, er et stort antal arter tvunget til at acceptere disse H+; såsom vand, hvis blanding bliver potentielt farlig ved simpel fysisk kontakt.
Syren donerer en proton til vand, der fungerer som en base til dannelse af hydroniumionen, H3ELLER+. Koncentrationen af hydroniumionen i en opløsning af en stærk syre er lig med koncentrationen af syren ([H3ELLER+] = [HAc]).
På det øverste billede er der en flaske saltsyre, HCI, med en koncentration på 12M. Jo højere koncentrationen af en syre (svag eller stærk), skal man være mere forsigtig med at håndtere den; Derfor viser flasken piktogrammet for en hånd, der er skadet af den ætsende egenskab ved en dråbe syre, der falder på den.
Stærke syrer er stoffer, der skal håndteres med fuld bevidsthed om deres mulige virkning; Ved at arbejde omhyggeligt med dem kan deres egenskaber bruges til flere anvendelser, hvoraf en af de mest almindelige er syntese eller opløsning af prøver..
Artikelindeks
En stærk syre dissocierer eller ioniserer 100% i vandig opløsning og accepterer et elektronpar. Dissociationen af en syre kan skitseres med følgende kemiske ligning:
HAc + HtoO => A- + H3ELLER+
Hvor HAc er den stærke syre, og A.- dens konjugerede base.
Ioniseringen af en stærk syre er en proces, der normalt er irreversibel; tværtimod er ionisering reversibel. Ligningen viser, at HtoEller det er den, der accepterer protonen; dog kan alkoholer og andre opløsningsmidler også.
Denne tendens til at acceptere protoner varierer fra stof til stof, og således er syrestyrken af HAc ikke den samme i alle opløsningsmidler..
PH i en stærk syre er meget lav og ligger mellem 0 og 1 pH-enheder. For eksempel har en 0,1 M HCI-opløsning en pH på 1.
Dette kan demonstreres ved hjælp af formlen
pH = - log [H+]
PH i en 0,1 M HCI-opløsning kan beregnes og derefter påføres
pH = -log (0,1)
Opnåelse af en pH-værdi på 1 for 0,1 M HCI-opløsningen.
Styrken af syrer er relateret til deres pKa. Hydroniumionen (H3ELLER+) har for eksempel en pKa på -1,74. Generelt har stærke syrer pKa med værdier mere negative end -1,74 og er derfor mere sure end H i sig selv3ELLER+.
PKa udtrykker på en bestemt måde syrenes tendens til at adskille sig. Jo lavere værdi, jo stærkere og mere aggressiv vil syren være. Af denne grund er det praktisk at udtrykke den relative styrke af en syre med værdien af dens pKa.
Generelt klassificeres stærke syrer som ætsende. Der er dog undtagelser fra denne antagelse.
For eksempel er flussyre en svag syre, men alligevel er den meget ætsende og i stand til at fordøje glas. På grund af dette skal det håndteres i plastflasker og ved lave temperaturer..
Tværtimod er en syre med stor styrke såsom carboran-supersyre, som til trods for at være millioner af gange stærkere end svovlsyre ikke ætsende.
Da der sker et skift til højre i en periode i det periodiske system, øges negativiteten af de elementer, der udgør den konjugerede base.
Iagttagelse af periode 3 i det periodiske system viser for eksempel, at klor er mere elektronegativ end svovl, og svovl er igen mere elektronegativ end fosfor..
Dette er i overensstemmelse med det faktum, at saltsyre er stærkere end svovlsyre, og sidstnævnte er stærkere end phosphorsyre..
Ved at øge elektronegativiteten af syrenes konjugerede base øges stabiliteten af basen, og derfor falder dens tendens til at omgruppere sig med hydrogen for at regenerere syren..
Andre faktorer skal dog overvejes, da dette alene ikke er afgørende.
Styrken af syren afhænger også af radius af dens konjugatbase. Observation af gruppe VIIA i det periodiske system (halogener) viser, at atomradierne for de grundstoffer, der udgør gruppen, har følgende forhold: I> Br> Cl> F.
På samme måde holder syrer, der dannes, den samme faldende rækkefølge af syrenes styrke:
HI> HBr> HCI> HF
Som konklusion øges styrken af syren, som de danner, på samme måde, når den atomare radius af elementerne i den samme gruppe i det periodiske system øges..
Dette forklares ved svækkelsen af H-Ac-båndet ved en dårlig overlapning af de atomare orbitaler, der er ulige i størrelse..
Styrken af en syre inden for en række oxacider afhænger af antallet af iltatomer i konjugatbasen..
De molekyler, der har det højeste antal iltatomer, udgør arten med den højeste syrestyrke. For eksempel salpetersyre (HNO3er en stærkere syre end salpetersyre (HNO)to).
På den anden side perchlorsyre (HClO4er en stærkere syre end chlorsyre (HClO3). Og endelig er hypochlorsyre (HClO) den laveste styrke syre i serien.
Stærke syrer kan eksemplificeres i følgende faldende rækkefølge af syrestyrke: HI> HBr> HCI4 > HCI> HtoSW4 > CH3C3H3S03H (toluensulfonsyre)> HNO3.
Alle af dem, og de andre, der hidtil er nævnt, er eksempler på stærke syrer..
HI er stærkere end HBr, fordi H-I-bindingen lettere brydes, da den er svagere. HBr overgår HClO i surhed4 fordi på trods af den store stabilitet af anionen ClO4- ved at aflokalisere den negative ladning forbliver H-Br-bindingen svagere end O-bindingen3ClO-H.
Tilstedeværelsen af fire iltatomer gør imidlertid HClO4 surere end HCI, som ikke har noget ilt.
Dernæst er HCl stærkere end HtoSW4 fordi Cl-atomet er mere elektronegativt end svovl; og HtoSW4 til gengæld overgår den syreindholdet CH₃C₆H₆SOityH, som har et iltatom mindre, og bindingen, der holder brintet sammen, er også mindre polær.
Endelig HNO3 Det er det svageste af alt at have nitrogenatomet fra den anden periode i det periodiske system.
Endnu ingen kommentarer