- กรดอ่อนคืออะไร?
- การแตกตัวของกรดอ่อน
- คุณสมบัติ
- ขั้วและผลอุปนัย
- รัศมีอะตอมและแรงยึดเหนี่ยว
- ตัวอย่างของกรดอ่อน
- อ้างอิง
กรดอ่อนมีเพียงบางส่วนที่แยกออกในน้ำ หลังจากการแยกตัวออกสารละลายที่พบจะถึงสภาวะสมดุลและสังเกตเห็นกรดและเบสคอนจูเกตพร้อมกัน กรดคือโมเลกุลหรือไอออนที่สามารถบริจาคไฮโดรเนียมไอออน (H + ) หรือสามารถสร้างพันธะโควาเลนต์กับอิเล็กตรอนคู่หนึ่ง
สิ่งเหล่านี้สามารถจำแนกได้ตามความแข็งแรง: กรดแก่และกรดอ่อน เมื่อพูดถึงความแรงของกรดนี่คือคุณสมบัติที่วัดระดับไอออไนเซชันของสิ่งมีชีวิตเหล่านี้ นั่นคือความสามารถหรือแนวโน้มของกรดที่จะสูญเสียโปรตอน
กราฟ Speciation สำหรับกรดอ่อนที่แยกตัว HA + H2O ↔ A- + H3O +
กรดแก่คือกรดที่แยกตัวออกมาอย่างสมบูรณ์เมื่อมีน้ำ นั่นคือหนึ่งโมลของกรดละลายในน้ำจะส่งผลในการคัดแยกของหนึ่งโมลเอช+และเป็นหนึ่งโมลของคอนจูเกตฐาน-
กรดอ่อนคืออะไร?
กรดอ่อนดังที่กล่าวมาแล้วคือกรดที่แยกตัวออกมาในน้ำบางส่วน กรดส่วนใหญ่เป็นกรดอ่อนและมีลักษณะโดยปล่อยไฮโดรเจนเพียงไม่กี่อะตอมลงในสารละลายที่พบ
เมื่อกรดอ่อน ๆ แตกตัว (หรือแตกตัวเป็นไอออน) ปรากฏการณ์ของสมดุลเคมีจะเกิดขึ้น ปรากฏการณ์นี้เป็นสภาวะที่ทั้งสองชนิด (นั่นคือสารตั้งต้นและผลิตภัณฑ์) มีความเข้มข้นซึ่งมักจะไม่แปรผันตามเวลา
สถานะนี้เกิดขึ้นเมื่ออัตราของปฏิกิริยาไปข้างหน้าเท่ากับอัตราของปฏิกิริยาย้อนกลับ ดังนั้นความเข้มข้นเหล่านี้จึงไม่เพิ่มขึ้นหรือลดลง
การจำแนกประเภท "อ่อน" ในกรดอ่อนไม่ขึ้นกับความสามารถในการแยกตัว กรดถือว่าอ่อนถ้าน้อยกว่า 100% ของโมเลกุลหรืออิออนแยกตัวออกจากสารละลายในน้ำอย่างไม่สมบูรณ์ ดังนั้นจึงมีระดับความแตกต่างระหว่างกรดอ่อนด้วยกันเองเรียกว่าค่าคงที่การแยกตัวของกรด Ka
กรดยิ่งเข้มข้นค่า Ka ก็จะสูงขึ้น กรดอ่อนที่แข็งแกร่งที่สุดคือไฮโดรเนียมไอออน (H 3 O + ) ซึ่งถือเป็นเส้นขอบระหว่างกรดอ่อนและกรดแก่
การแตกตัวของกรดอ่อน
กรดอ่อนแตกตัวเป็นไอออนไม่สมบูรณ์ นั่นคือถ้ากรดอ่อนนี้แสดงในสูตรสารละลายทั่วไปเป็น HA จะมี HA ที่ไม่แยกออกจากกันเป็นจำนวนมากในสารละลายที่เกิดขึ้น
กรดอ่อนจะทำตามรูปแบบต่อไปนี้เมื่อแยกตัวออกโดยที่ H +คือไฮโดรเนียมไอออนในกรณีนี้และ A -หมายถึงฐานคอนจูเกตของกรด
ความแรงของกรดอ่อนแสดงเป็นค่าคงที่สมดุลหรือเป็นเปอร์เซ็นต์ของการแยกตัว ตามที่ระบุไว้ก่อนหน้านี้นิพจน์ Ka คือค่าคงที่การแยกตัวของกรดและเกี่ยวข้องกับความเข้มข้นของสารตั้งต้นและผลิตภัณฑ์ในสภาวะสมดุลในลักษณะต่อไปนี้:
กา = /
ค่า Ka ที่สูงขึ้นการก่อตัวของ H +จะเป็นที่นิยมมากขึ้นและค่า pH ของสารละลายก็จะยิ่งต่ำลง Ka ของกรดอ่อนแตกต่างกันไประหว่างค่า 1.8 × 10 -16ถึง 55.5 กรดที่มี Ka น้อยกว่า 1.8 × 10 -16มีความเป็นกรดน้อยกว่าน้ำ
วิธีอื่นที่ใช้ในการวัดความแรงของกรดคือการศึกษาเปอร์เซ็นต์การแยกตัว (α) ซึ่งแตกต่างกันไปตั้งแต่ 0% <α <100% ถูกกำหนดให้เป็น:
α = / +
ต่างจาก Ka ตรงที่αไม่ใช่ค่าคงที่และจะขึ้นอยู่กับค่าของ โดยทั่วไปค่าของαจะเพิ่มขึ้นตามค่าของ. ในแง่นี้กรดจะแข็งแรงขึ้นตามระดับการเจือจาง
คุณสมบัติ
มีคุณสมบัติหลายประการที่กำหนดความแข็งแรงของกรดและทำให้มีความแข็งแรงมากหรือน้อย คุณสมบัติเหล่านี้ ได้แก่ ความเป็นขั้วและผลอุปนัยรัศมีอะตอมและความแข็งแรงพันธะ
ขั้วและผลอุปนัย
ขั้วหมายถึงการกระจายของอิเล็กตรอนในพันธะซึ่งเป็นพื้นที่ระหว่างนิวเคลียสอะตอมสองอันที่อิเล็กตรอนคู่หนึ่งใช้ร่วมกัน
ยิ่งค่าอิเล็กโทรเนกาติวิตีระหว่างสิ่งมีชีวิตสองชนิดมีความคล้ายคลึงกันมากเท่าใดการแบ่งปันอิเล็กตรอนก็จะยิ่งเทียบเท่ากันมากขึ้นเท่านั้น แต่ยิ่งอิเล็กโตรเนกาติวิตีต่างกันมากเท่าใดอิเล็กตรอนจะใช้เวลาในโมเลกุลหนึ่งมากกว่าอีกโมเลกุลหนึ่ง
ไฮโดรเจนเป็นองค์ประกอบทางไฟฟ้าและยิ่งอิเล็กโตรเนกาติวิตีของธาตุที่จับตัวกันสูงเท่าใดความเป็นกรดของสารประกอบก็จะยิ่งสูงขึ้นเท่านั้น ด้วยเหตุนี้กรดจะแข็งแกร่งขึ้นหากเกิดขึ้นระหว่างพันธะไฮโดรเจนกับองค์ประกอบที่มีอิเล็กโทรเนกาติวิตีมากขึ้น
นอกจากนี้ผลของอุปนัยหมายความว่าไฮโดรเจนไม่จำเป็นต้องยึดติดโดยตรงกับองค์ประกอบอิเล็กโทรเนกาติวิตีเพื่อให้สารประกอบเพิ่มความเป็นกรด ด้วยเหตุนี้ไอโซเมอร์ของสารบางชนิดจึงมีความเป็นกรดมากกว่าสารอื่นทั้งนี้ขึ้นอยู่กับการกำหนดค่าของอะตอมในโมเลกุล
รัศมีอะตอมและแรงยึดเหนี่ยว
ความแข็งแรงของพันธะที่ผูกไฮโดรเจนกับอะตอมที่ควบคุมกรดเป็นอีกปัจจัยสำคัญในการกำหนดความเป็นกรดของโมเลกุล ในทางกลับกันสิ่งนี้ขึ้นอยู่กับขนาดของอะตอมที่มีพันธะร่วมกัน
สำหรับกรดที่เรียกว่า HA ยิ่งคุณเพิ่มขนาดอะตอม A มากเท่าไหร่ความแข็งแรงของพันธะก็จะลดลงมากขึ้นพันธะนี้ก็จะแตกได้ง่ายขึ้น สิ่งนี้ทำให้โมเลกุลมีความเป็นกรดมากขึ้น
อะตอมที่มีรัศมีอะตอมสูงกว่าจะได้รับประโยชน์ในเรื่องความเป็นกรดเนื่องจากรายละเอียดนี้เนื่องจากพันธะกับไฮโดรเจนจะมีความแข็งแรงน้อยกว่า
ตัวอย่างของกรดอ่อน
มีกรดอ่อนจำนวนมาก (ส่วนใหญ่เป็นกรดทั้งหมด) ซึ่งรวมถึง:
- กรดซัลฟูรัส (H 2 SO 3 )
- กรดฟอสฟอริก (H 3 PO 4 )
- กรดไนตรัส (HNO 2 )
- กรดไฮโดรฟลูออริก (HF)
- กรดอะซิติก (CH 3 COOH)
- กรดคาร์บอนิก (H 2 CO 3 )
- กรดเบนโซอิก (C 6 H 5 COOH)
อ้างอิง
- กรดอ่อน (เอสเอฟ) สืบค้นจาก en.wikipedia.org
- ชีวเคมีที่จำเป็น (เอสเอฟ) สืบค้นจาก wiley.com
- CliffNotes (เอสเอฟ) ดึงมาจาก cliffsnotes.com
- วิทยาศาสตร์, F. o. (เอสเอฟ) มหาวิทยาลัยวอเตอร์ลู สืบค้นจาก science.uwaterloo.ca
- Anne Marie Helmenstine, P. (nd). ThoughtCo ดึงมาจาก thoughtco.com