กรดแก่: คุณสมบัติและตัวอย่าง - เคมี

กรดเป็นสารใด ๆ ความสามารถในการอย่างสมบูรณ์และถาวรปล่อยโปรตอนหรือไฮโดรเจนไอออน H +เป็นปฏิกิริยาเพื่อเป็นจำนวนมากของสายพันธุ์ที่ถูกบังคับให้ยอมรับเหล่านี้ H ⁺ ; เช่นน้ำส่วนผสมที่อาจเป็นอันตรายเมื่อสัมผัสทางกายภาพง่ายๆ

กรดบริจาคโปรตอนไปในน้ำซึ่งทำงานเป็นฐานในรูปแบบไฮโดรเนียมไอออนที่ H ₃ O +ความเข้มข้นของไฮโดรเนียมไอออนในสารละลายของกรดแก่เท่ากับความเข้มข้นของกรด (=)

ที่มา: maticulous ผ่าน Flickr

ในภาพบนมีขวดกรดไฮโดรคลอริก HCl ความเข้มข้น 12M ยิ่งกรดมีความเข้มข้นสูง (อ่อนหรือแก่) ก็ยิ่งต้องใช้ความระมัดระวังมากขึ้น นั่นคือเหตุผลที่ขวดแสดงรูปสัญลักษณ์ของมือที่ได้รับบาดเจ็บจากคุณสมบัติการกัดกร่อนของหยดกรดที่ตกลงมา

กรดแก่เป็นสารที่ต้องจัดการโดยตระหนักถึงผลกระทบที่เป็นไปได้อย่างเต็มที่ ด้วยการทำงานกับพวกมันอย่างระมัดระวังคุณสมบัติของมันสามารถนำไปใช้ประโยชน์ได้หลายอย่างโดยหนึ่งในสิ่งที่พบมากที่สุดคือการสังเคราะห์หรือวิธีการละลายตัวอย่าง

คุณสมบัติของกรดแก่

การแยกตัวออก

กรดแก่แตกตัวหรือแตกตัวเป็นไอออน 100% ในสารละลายในน้ำโดยรับอิเล็กตรอนคู่หนึ่ง การแยกตัวของกรดสามารถระบุได้ด้วยสมการทางเคมีต่อไปนี้:

HAc + H ₂ O => A ^- + H ₃ O ⁺

โดยที่ HAc คือกรดแก่และ A ^-เบสคอนจูเกต

การแตกตัวเป็นไอออนของกรดแก่เป็นกระบวนการที่ไม่สามารถย้อนกลับได้ ในกรดอ่อนตรงกันข้ามไอออไนเซชันสามารถย้อนกลับได้ สมการแสดงให้เห็นว่า H ₂ O เป็นตัวที่ยอมรับโปรตอน อย่างไรก็ตามแอลกอฮอล์และตัวทำละลายอื่น ๆ ก็เช่นกัน

แนวโน้มในการยอมรับโปรตอนนี้จะแตกต่างกันไปในแต่ละสารดังนั้นความแรงของกรดของ HAc จึงไม่เหมือนกันในตัวทำละลายทั้งหมด

พีเอช

pH ของกรดแก่ต่ำมากโดยอยู่ระหว่าง 0 ถึง 1 หน่วย pH ตัวอย่างเช่นสารละลาย 0.1 M HCl มี pH เท่ากับ 1

สิ่งนี้สามารถแสดงให้เห็นได้โดยใช้สูตร

pH = - บันทึก

คุณสามารถคำนวณค่า pH ของสารละลาย 0.1 M HCl จากนั้นนำไปใช้

pH = -log (0.1)

การได้รับ pH 1 สำหรับสารละลาย 0.1 M HCl

pKa

ความแรงของกรดสัมพันธ์กับ pKa ตัวอย่างเช่นไฮโดรเนียมไอออน (H ₃ O ⁺ ) มี pKa เท่ากับ -1.74 โดยทั่วไปกรดแก่มี pKa มีค่าเป็นลบมากขึ้นกว่า -1.74 และดังนั้นจึงมีความเป็นกรดมากขึ้นกว่า H ₃ O ⁺ตัวเอง

PKa แสดงออกในลักษณะหนึ่งถึงแนวโน้มของกรดที่จะแยกตัวออก ยิ่งค่าของมันต่ำลงกรดก็จะยิ่งเข้มข้นและก้าวร้าวมากขึ้น ด้วยเหตุนี้จึงสะดวกในการแสดงความแข็งแรงสัมพัทธ์ของกรดด้วยค่า pKa

การกร่อน

โดยทั่วไปกรดแก่จัดว่ามีฤทธิ์กัดกร่อน อย่างไรก็ตามมีข้อยกเว้นสำหรับข้อสันนิษฐานนี้

ตัวอย่างเช่นกรดไฮโดรฟลูออริกเป็นกรดอ่อน แต่มีฤทธิ์กัดกร่อนสูงและสามารถย่อยแก้วได้ ด้วยเหตุนี้จึงต้องจัดการในขวดพลาสติกและที่อุณหภูมิต่ำ

ในทางตรงกันข้ามกรดที่เข้มข้นมากเช่นคาร์โบเรนซูเพอราซิดซึ่งแม้จะมีฤทธิ์แรงกว่ากรดซัลฟิวริกหลายล้านเท่า แต่ก็ไม่มีฤทธิ์กัดกร่อน

ปัจจัยที่ส่งผลต่อความแข็งแรงของคุณ

อิเล็กโทรเนกาติวิตีของฐานคอนจูเกต

เมื่อการเลื่อนไปทางขวาเกิดขึ้นในช่วงเวลาหนึ่งของตารางธาตุการปฏิเสธขององค์ประกอบที่ประกอบเป็นฐานคอนจูเกตจะเพิ่มขึ้น

การสังเกตช่วงที่ 3 ของตารางธาตุแสดงให้เห็นว่าคลอรีนมีอิเล็กโทรเนกาติวิตีมากกว่ากำมะถันและในทางกลับกันกำมะถันก็เป็นอิเล็กโทรเนกาติวิตีมากกว่าฟอสฟอรัส

นี่เป็นไปตามข้อเท็จจริงที่ว่ากรดไฮโดรคลอริกมีฤทธิ์แรงกว่ากรดซัลฟิวริกและชนิดหลังมีความแข็งแรงมากกว่ากรดฟอสฟอริก

เมื่ออิเล็กโตรเนกาติวิตีของเบสคอนจูเกตของกรดเพิ่มขึ้นความเสถียรของเบสจะเพิ่มขึ้นและทำให้แนวโน้มที่จะรวมตัวใหม่ด้วยไฮโดรเจนเพื่อสร้างกรดใหม่จะลดลง

อย่างไรก็ตามต้องพิจารณาปัจจัยอื่น ๆ เนื่องจากสิ่งนี้เพียงอย่างเดียวไม่ได้เป็นตัวกำหนด

ผันรัศมีฐาน

ความแรงของกรดยังขึ้นอยู่กับรัศมีของฐานคอนจูเกตด้วย การสังเกตกลุ่ม VIIA ของตารางธาตุ (ฮาโลเจน) แสดงให้เห็นว่ารัศมีอะตอมของธาตุที่ประกอบเป็นกลุ่มมีความสัมพันธ์ดังต่อไปนี้: I> Br> Cl> F

ในทำนองเดียวกันกรดที่ก่อตัวจะมีลำดับความแรงของกรดที่ลดลงเช่นเดียวกัน:

ไฮ> HBr> HCl> HF

สรุปได้ว่าเมื่อรัศมีอะตอมขององค์ประกอบในกลุ่มเดียวกันของตารางธาตุเพิ่มขึ้นความแรงของกรดที่ก่อตัวขึ้นก็จะเพิ่มขึ้นในลักษณะเดียวกัน

สิ่งนี้อธิบายได้จากการลดลงของพันธะ H-Ac โดยการทับซ้อนกันไม่ดีของออร์บิทัลอะตอมที่มีขนาดไม่เท่ากัน

จำนวนอะตอมของออกซิเจน

ความแข็งแรงของกรดภายในชุดของออกซาซิดขึ้นอยู่กับจำนวนอะตอมของออกซิเจนในฐานคอนจูเกต

โมเลกุลที่มีจำนวนอะตอมออกซิเจนมากที่สุดคือสิ่งมีชีวิตที่มีความแรงของกรดมากที่สุด ตัวอย่างเช่นกรดไนตริก (HNO ₃ ) เป็นกรดที่แรงกว่ากรดไนตรัส (HNO ₂ )

ในทางกลับกันกรดเปอร์คลอริก (HClO ₄ ) เป็นกรดที่เข้มข้นกว่ากรดคลอริก (HClO ₃ ) และสุดท้ายกรดไฮโปคลอรัส (HClO) เป็นกรดที่มีความแข็งแรงต่ำที่สุดในซีรีส์

ตัวอย่าง

กรดแก่สามารถสุดขั้วในลำดับต่อไปลดลงของความแข็งแรงกรด: HI> HBr> HClO ₄ > HCl> H ₂ SO ₄ > CH₃C₆H₄SO₃H (กรด toluenesulfonic)> HNO 3

พวกเขาทั้งหมดและอื่น ๆ ที่ได้รับการกล่าวถึงจนถึงตอนนี้เป็นตัวอย่างของกรดแก่

HI แข็งแรงกว่า HBr เนื่องจากพันธะ HI แตกตัวได้ง่ายกว่าเนื่องจากอ่อนแอกว่า HBr มีความเป็นกรดสูงกว่า HClO ₄เนื่องจากแม้จะมีความเสถียรสูงของไอออน ClO ₄^-โดยการแยกประจุลบออกพันธะ H-Br ยังคงอ่อนกว่าพันธะ O ₃ ClO-H

อย่างไรก็ตามการมีออกซิเจนสี่อะตอมทำให้ HClO ₄มีความเป็นกรดมากกว่า HCl ซึ่งไม่มีออกซิเจนเลย

ถัดไป HCl จะแข็งแกร่งกว่า H ₂ SO ₄เนื่องจาก Cl อะตอมมีอิเล็กโทรเนกาติวิตีมากกว่ากำมะถัน และในทางกลับกันH ₂ SO ₄มีความเป็นกรดมากกว่าCH₃C₆H₄SO acH ซึ่งมีออกซิเจนน้อยกว่าหนึ่งอะตอมและพันธะที่ยึดไฮโดรเจนไว้ด้วยกันก็มีขั้วน้อยกว่าเช่นกัน

สุดท้าย HNO ₃อ่อนแอที่สุดเพราะมีอะตอมไนโตรเจนจากช่วงที่สองของตารางธาตุ

อ้างอิง

มหาวิทยาลัย Shmoop (2018) คุณสมบัติที่กำหนดความแข็งแรงของกรด สืบค้นจาก: shmoop.com
หนังสือวิกิ. (2018) เคมีทั่วไป / สมบัติและทฤษฎีของกรดและเบส สืบค้นจาก: en.wikibooks.org
ข้อมูลกรด. (2018). กรดไฮโดรคลอริก: คุณสมบัติและการใช้งานของสารละลายนี้ ดึงมาจาก: acidos.info
Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (22 มิถุนายน 2561). นิยามและตัวอย่างกรดแก่ ดึงมาจาก thoughtco.com
Whitten, Davis, Peck & Stanley (2008) เคมี. (ฉบับที่ 8) CENGAGE การเรียนรู้

กรดแก่: คุณสมบัติและตัวอย่าง - เคมี - 2025