Κατάλογος των κοινών ισχυρών και αδύναμων οξέων

Τα ισχυρά και αδύναμα οξέα είναι βασικές έννοιες στη χημεία. Τα ισχυρά οξέα διασπώνται πλήρως στα ιόντα τους στο νερό, ενώ τα αδύναμα οξέα ατελώς. Υπάρχουν μόνο λίγα ισχυρά οξέα, αλλά πολλά αδύναμα οξέα.

Ισχυρά οξέα

Τα ισχυρά οξέα διασπώνται πλήρως στο νερό στα ιόντα τους και παράγουν ένα από τα περισσότερα πρωτόνια ή κατιόντα υδρογόνου ανά μόριο. Τα ανόργανα ή ανόργανα οξέα τείνουν να είναι ισχυρά οξέα. Υπάρχουν μόνο 7 κοινά ισχυρά οξέα. Εδώ είναι τα ονόματά τους και οι τύποι τους:

• HCl – υδροχλωρικό οξύ
• HNO₃ – νιτρικό οξύ
• H₂ SO₄ – θειικό οξύ (σημείωση:HSO₄ είναι ασθενές οξύ)
• HBr – υδροβρωμικό οξύ
• HI – υδροϊωδικό οξύ
• HClO₄ – υπερχλωρικό οξύ
• HClO₃ – χλωρικό οξύ

Ισχυρή διάσταση οξέος

Ένα ισχυρό οξύ στο νερό ιονίζεται πλήρως, οπότε όταν η αντίδραση διάστασης γράφεται ως χημική αντίδραση, το βέλος της αντίδρασης δείχνει δεξιά:

• HCl → H(aq) + Cl(aq)
• HNO₃ → H(aq) + ΟΧΙ₃ (aq)
• H₂ SO₄ → 2H(aq) + SO₄ (aq)

Ασθενή οξέα

Ενώ υπάρχουν μόνο λίγα ισχυρά οξέα, υπάρχουν πολλά αδύναμα οξέα. Τα αδύναμα οξέα διασπώνται ατελώς στο νερό για να δώσουν μια κατάσταση ισορροπίας που περιέχει το ασθενές οξύ και τα ιόντα του. Για παράδειγμα, το υδροφθορικό οξύ (HF) θεωρείται ασθενές οξύ επειδή κάποιο HF παραμένει σε ένα υδατικό διάλυμα, επιπλέον των ιόντων H και F. Ακολουθεί μια μερική λίστα με κοινά αδύναμα οξέα, ταξινομημένα από το ισχυρότερο στο πιο αδύναμο:

• HO₂ C₂ O₂ H – οξαλικό οξύ
• H₂ SO₃ – θειικό οξύ
• HSO₄ – όξινο θειικό ιόν
• H₃ PO₄ – φωσφορικό οξύ
• HNO₂ – νιτρώδες οξύ
• HF – υδροφθορικό οξύ
• HCO₂ H – μεθανοϊκό οξύ
• C₆ H₅ COOH – βενζοϊκό οξύ
• CH₃ COOH – οξικό οξύ
• HCOOH – μυρμηκικό οξύ

Ασθενής διάσπαση οξέος

Τα αδύναμα οξέα διασπώνται ατελώς, σχηματίζοντας μια κατάσταση ισορροπίας που περιέχει το ασθενές οξύ και τα ιόντα του. Έτσι, το βέλος αντίδρασης δείχνει και τις δύο κατευθύνσεις. Ένα παράδειγμα είναι η διάσταση του αιθανοϊκού οξέος, το οποίο σχηματίζει το κατιόν υδρονίου και το αιθανοϊκό ανιόν:

CH₃ COOH + H₂ O ⇆ H₃ O + CH₃ COO

Ισχύς οξέος (Ισχυρά έναντι ασθενών οξέων)

Η ισχύς του οξέος είναι ένα μέτρο του πόσο εύκολα το οξύ χάνει ένα πρωτόνιο ή ένα κατιόν υδρογόνου. Ένα mole ενός ισχυρού οξέος HA διασπάται στο νερό για να δώσει ένα mole Η και ένα mole της συζευγμένης βάσης του οξέος. Αντίθετα, ένα mole ενός ασθενούς οξέος αποδίδει λιγότερο από ένα mole κατιόντος υδρογόνου και συζυγούς βάσης, ενώ μερικά του αρχικού οξέος παραμένει. Οι δύο παράγοντες που καθορίζουν πόσο εύκολα συμβαίνει η αποπρωτονίωση είναι το μέγεθος του ατόμου και η πολικότητα του δεσμού H-A.

Γενικά, μπορείτε να αναγνωρίσετε ισχυρά και αδύναμα οξέα με βάση τη σταθερά ισορροπίας K_a ή pK_a :

• Τα ισχυρά οξέα έχουν υψηλό K_a τιμές.
• Τα ισχυρά οξέα έχουν χαμηλό pK_a τιμές.
• Τα αδύναμα οξέα έχουν μικρό K_a τιμές.
• Τα αδύναμα οξέα έχουν μεγάλο pK_a τιμές.

Συμπυκνωμένο έναντι αραιωμένου

Οι όροι ισχυρός και αδύναμος δεν είναι ίδιοι με συμπυκνωμένο και αραιωμένο. Ένα συμπυκνωμένο οξύ περιέχει πολύ λίγο νερό. Ένα αραιό οξύ περιέχει μεγάλο ποσοστό νερού. Ένα αραιό διάλυμα θειικού οξέος εξακολουθεί να είναι ένα διάλυμα ισχυρού οξέος και μπορεί να προκαλέσει χημικό έγκαυμα. Από την άλλη πλευρά, το οξικό οξύ 12 M είναι ένα συμπυκνωμένο ασθενές οξύ (και εξακολουθεί να είναι επικίνδυνο). Εάν αραιώσετε αρκετά το οξικό οξύ, θα λάβετε τη συγκέντρωση που βρίσκεται στο ξύδι, το οποίο είναι ασφαλές για κατανάλωση.

Ισχυρό εναντίον Διαβρωτικό

Τα περισσότερα οξέα είναι πολύ διαβρωτικά. Μπορούν να οξειδώσουν άλλες ουσίες και να προκαλέσουν χημικά εγκαύματα. Ωστόσο, η ισχύς ενός οξέος δεν είναι προγνωστικός δείκτης της διαβρωτικότητάς του! Τα υπεροξέα καρβορανίου δεν είναι διαβρωτικά και μπορούν να χρησιμοποιηθούν με ασφάλεια. Εν τω μεταξύ, το υδροφθορικό οξύ (ένα ασθενές οξύ) είναι τόσο διαβρωτικό που περνά από το δέρμα και επιτίθεται στα οστά.

Τύποι οξέων

Οι τρεις κύριες ταξινομήσεις οξέων είναι τα οξέα Brønsted–Lowry, τα οξέα Arrhenius και τα οξέα Lewis:

• Οξέα Brønsted–Lowry :Τα οξέα Brønsted–Lowry δίνουν πρωτόνια. Σε υδατικό διάλυμα, ο δότης πρωτονίου σχηματίζει το κατιόν υδρονίου (H₃ Ο). Ωστόσο, η θεωρία οξέος-βάσης Brønsted–Lowry επιτρέπει επίσης οξέα σε διαλύτες εκτός από νερό.
• Οξέα Arrhenius :Τα οξέα Arrhenius είναι δότες υδρογόνου. Τα οξέα Arrhenius διασπώνται στο νερό και δίνουν ένα κατιόν υδρογόνου (Η) για να σχηματίσουν το κατιόν υδρονίου (H₃ Ο) . Αυτά τα οξέα χαρακτηρίζονται επίσης από το ότι γίνονται κόκκινα της λακκούβας, έχουν ξινή γεύση και αντιδρούν με μέταλλα και βάσεις για να σχηματίσουν άλατα.
• Οξέα Lewis :Τα οξέα Lewis είναι δέκτες ζευγών ηλεκτρονίων. Σύμφωνα με αυτόν τον ορισμό ενός οξέος, το είδος είτε δέχεται αμέσως ζεύγη ηλεκτρονίων είτε δωρίζει ένα κατιόν υδρογόνου ή ένα πρωτόνιο και στη συνέχεια δέχεται ένα ζεύγος ηλεκτρονίων. Τεχνικά, ένα οξύ Lewis πρέπει να σχηματίσει έναν ομοιοπολικό δεσμό με ένα ζεύγος ηλεκτρονίων. Με αυτόν τον ορισμό, τα οξέα Lewis συχνά δεν είναι οξέα Arrhenius ή οξέα Brønsted-Lowry. Για παράδειγμα, το HCl δεν είναι οξύ Lewis.

Και οι τρεις ορισμοί οξέων έχουν τη θέση τους στην πρόβλεψη χημικών αντιδράσεων και στην εξήγηση της συμπεριφοράς. Τα κοινά οξέα είναι τα οξέα Brønsted–Lowry ή Arrhenius. Οξέα Lewis (π.χ. BF₃ ) προσδιορίζονται συγκεκριμένα ως "οξέα Lewis."

Αναφορές

• Ebbing, D.D.; Gammon, S. D. (2005). Γενική Χημεία (8η έκδ.). Βοστώνη, MA:Houghton Mifflin. ISBN 0-618-51177-6.
• Lehninger, Albert L.; Nelson, David L.; Cox, Michael M. (Ιανουάριος 2005). Αρχές Βιοχημείας Lehninger . Μακμίλαν. ISBN 9780716743392.
• Petrucci R.H., Harwood, R.S.; Ρέγγα, F.G. (2002). Γενική Χημεία (8η έκδ.) Prentice-Hall. ISBN 0-13-014329-4.