Hydracy

Co to są hydrace?

Hydracy, o Kwasy binarne, są związkami rozpuszczonymi w wodzie, które składają się z wodoru i elementu niemetalicznego: halogenki wodorowe. Jego ogólny wzór chemiczny można wyrazić jako HX, gdzie H jest atomem wodoru, a X elementem niemetalicznym.

X może należeć do grupy 17, halogenów lub do elementów grupy 16 bez włączenia tlenu. W przeciwieństwie do okacidów, hydracids nie mają tlenu. Ponieważ hydraceidy są związkami kowalencyjnymi lub molekularnymi, należy wziąć pod uwagę łącze H-X. Ma to ogromne znaczenie i określa cechy każdej hydracy.

Link H-X

Ogólna wzór chemiczny hydracy. Źródło: Gabriel Bolívar

Co można powiedzieć o linku H-X? Jak widać na obrazie wyższym, istnieje stały iloczyn momentu dipolowego różnych elektroengatyczności między H i x. Ponieważ x jest zwykle bardziej elektroongenacyjne niż H, przyciąga chmurę elektroniczną i kończy się ujemnym obciążeniem częściowym δ-.

Zamiast tego, podając część swojej gęstości elektronicznej na x, kończy się dodatnim obciążeniem częściowym δ+. Im bardziej ujemny δ-, tym najbogatsze w elektronach będzie x i tym większy elektroniczny niedobór H H. Dlatego, w zależności od elementu x, hydrocencja może być mniej więcej polarna.

Obraz pokazuje również strukturę hydracidów. H-X jest cząsteczką liniową, która może oddziaływać z inną według jednego z jej końca. Im bardziej polarny jest HX, jego cząsteczki będą oddziaływać z większą siłą lub powinowactwem. W rezultacie wzrosną jego punkty gotowania lub fuzji.

Jednak interakcje H-X-H-X pozostają wystarczająco słabe, aby spowodować stały hydrace. Dlatego w warunkach ciśnienia i temperatury otoczenia są substancje gazowe; z wyjątkiem HF, który odparowuje powyżej 20ºC.

Ponieważ? Ponieważ HF jest w stanie utworzyć silne mosty wodorowe. Podczas gdy inne hydraceidy, których elementy nie -metaliczne są mniej elektroonegatywne, ledwo mogą znajdować się w fazie ciekłej poniżej 0º C. Na przykład HCl gotuj w przybliżeniu w temperaturze -85º C.

To hydraceful kwasowe substancje? Odpowiedź dotyczy dodatniego obciążenia częściowego δ+ na atomu wodoru. Jeśli δ+ jest bardzo duże lub bardzo słabe wiązanie H-X, Hx będzie silnym kwasem, podobnie jak w przypadku wszystkich hydraceenów halogenowych, gdy ich odpowiednie halogenki zostaną rozpuszczone w wodzie.

Charakterystyka hydrace

Fizyczny

Przezroczyste rozwiązania

Widocznie wszystkie hydracidy są przezroczystymi roztworami, ponieważ HX są bardzo rozpuszczalne w wodzie. Mogą mieć żółtawe tony zgodnie z rozpuszczonymi stężeniami HX.

Pali

Oznacza to, że wygłaszają gęste, żrące i irytujące opary (niektóre z nich są nawet nudnościami). Wynika to z faktu, że cząsteczki HX są bardzo lotne i oddziałują z pematą wodną otaczającą roztwory. Ponadto Hx w ich bezwodnych postaciach są związkami gazowymi.

Są przewodnikami energii elektrycznej

Hydracy to dobre przewody energii elektrycznej. Chociaż Hx są gatunkami gazowymi do warunków atmosferycznych, kiedy rozpuszczają się w wodzie, uwalniają jony (h⁺X^-), które umożliwiają przejście prądu elektrycznego.

Może ci służyć: procesy termodynamiczne

Jego temperatury wrzenia są wyższe niż w ich bezwodnych postaci

To znaczy, HX (AC), który oznacza hydrację, wrzenia w temperaturach wyższych niż Hx (g). Na przykład chlorek wodoru, HCl (G), gotuje się w -85º C, ale kwas hydrachlorowy, jego hydracja, około 48º C.

Ponieważ? Ponieważ cząsteczki gazowe HX są otoczone wodą. Wśród nich mogą wystąpić dwa rodzaje interakcji: mosty HX - H₂Lub - hx lub solowanie jonów, h, h₃ALBO⁺(AC) i x^-(AC). Fakt ten jest bezpośrednio związany z cechami chemicznymi hydrace.

Chemikalia

Hydracidy są bardzo kwaśnymi roztworami, więc mają protony kwasowe h₃ALBO⁺ dostępne do reakcji z innymi substancjami.

Gdzie powstaje H₃ALBO⁺? Atomu wodoru z dodatnim obciążeniem częściowym δ+, które dysocjuje w wodzie i kończy się kowalencyjnie włączającą do cząsteczki wody:

HX (AC) + H₂O (l) x^-(AC) + H₃ALBO⁺(AC)

Zauważ, że równanie odpowiada reakcji, która ustanawia równowagę. Kiedy tworzenie x^-(AC) + H₃ALBO⁺(AC) jest bardzo uprzywilejowany termodynamicznie, HX zwolni swój proton wody do wody; A potem to, z H₃ALBO⁺ Jako nowy „nosiciel”, możesz zareagować z innym związkiem, nawet jeśli ta ostatnia nie jest silną podstawą.

Powyższe wyjaśnia charakterystykę kwasu hydrace. Dzieje się tak dla wszystkich HX rozpuszczonych w wodzie; ale niektóre generują więcej roztworów kwasowych niż inne. Co to jest? Przyczyny mogą być bardzo skomplikowane. Nie wszystkie HX (AC) sprzyjają poprzednim równowagi po prawej stronie, to znaczy w kierunku x^-(AC) + H₃ALBO⁺(AC).

Kwasowość

I wyjątek obserwuje się w kwasie fluorhorycznym, HF (AC). Dlatego fluorka jest bardzo elektroonywana, skracając odległość łącza H-X, wzmacniając ją przed jego pęknięciem przez działanie wodne.

Podobnie, link H-F ma znacznie lepsze nakładanie się z przyczyn radiotelefonów atomowych. Z drugiej strony, łącza H-CL, H-BR lub H-I są słabsze i mają tendencję do całkowicie dysocjowania w wodzie, aż do zerwania z podniesioną równowagą powyżej.

Wynika to z faktu, że inne halogeny lub calcogeny (na przykład siarka) mają większe radiotelefony atomowe, a zatem bardziej nieporęczne orbitale. W konsekwencji łącze H-X przedstawia najbiedniejsze nakładanie się orbity, ponieważ x jest większe, co z kolei ma siłę kwasową, gdy są w kontakcie z wodą.

W ten sposób zmniejszająca się kolejność kwasowości hydracidów halogenowych jest następująca: HF< HCl

Nomenklatura hydracidów

Bezwodna postać

W postaci bezwodnych, HX (G) należy je wymienić jako podyktowane w przypadku halogenków wodoru: dodanie sufiksu -żubr Na końcu ich nazwisk.

Na przykład hi (g) składa się z halogenku (lub wodorku) utworzonego przez wodór i jod, dlatego jego nazwa to: YODżubr wodorowy. Ponieważ zwykle nieMetale nie są bardziej elektroongenacyjne niż wodór, ma liczbę utleniania +1. Z drugiej strony w Nah wodór ma liczbę utleniania -1.

Może ci służyć: metale, nie -metal i metaloidy

Jest to kolejny pośredni sposób różnicowania hydrorów molekularnych od halogenów lub halogenków wodorowych od innych związków.

Po hx (g) między kontaktem z wodą jest on reprezentowany jako hx (ac), a następnie ma hydrację.

W roztworze wodnym

Aby wyznaczyć hydrację, HX (AC), sufiks będzie musiał zostać wymieniony -żubr jego bezwodnych form przy sufiks -Woda. I należy je najpierw wymienić jako kwasy. Zatem dla poprzedniego przykładu HI (AC) jest nazywany: kwasem YODWoda.

Jak się mają hydrace?

Bezpośrednie rozwiązanie halogenków wodorowych

Hydraceidy można uformować przez proste rozpuszczanie odpowiednich halogenków wodoru w wodzie. Można to przedstawić następującym równaniem chemicznym:

Hx (g) => hx (ac)

Hx (g) jest bardzo rozpuszczalny w wodzie, więc nie ma równowagi rozpuszczalności, w przeciwieństwie do dysocjacji jonowej w celu uwolnienia kwasu protonów.

Istnieje jednak metoda syntetyczna, która jest preferowana, ponieważ stosuje się jako sole surowców lub minerały, rozpuszczając je w niskich temperaturach silnymi kwasami.

Sole nie -metalowe rozpuszczanie kwasami

Jeśli sól stołowa, NaCl, rozpuszcza się ze stężonym kwasem siarkowym, następuje następująca reakcja:

NaCl (s) +h₂południowy zachód₄(ac) => hcl (ac) +nahso₄(AC)

Kwas siarkowy przekazuje jeden ze swoich protonów kwasowych na chlorek anionowy Cl^-, Zmieniając go w kwas solny. Z tej mieszaniny może uniknąć chlorku wodoru, HCl (G), ponieważ jest bardzo lotny, szczególnie jeśli jego stężenie w wodzie jest bardzo wysokie. Drugą wytwarzaną solą jest siarczan kwasu sodu, nahso₄.

Innym sposobem na jego wytwarzanie jest zastąpienie kwasu siarkowego stężonym kwasem fosforowym:

NaCl (s) + h₃PO₄(ac) => hcl (ac) + nah₂PO₄(AC)

H₃PO₄ reaguje w taki sam sposób, jak H₂południowy zachód₄, wytwarzanie fosforanu kwasu sodowego i sodu. NaCl jest źródłem anionu Cl^-, aby potrzebne są zsyntetyzowanie innych hydracestów, soli lub minerałów zawierających f^-, Br^-, Siema^-, S^2-, itp.

Ale użycie H₂południowy zachód₄ lub h₃PO₄ Będzie zależeć od jego siły oksydacyjnej. H₂południowy zachód₄ Jest to bardzo silny środek utleniający, do tego stopnia, że ​​utlenia nawet BR^- i ja^- do jego molekularnych form BR₂ i ja₂; Pierwszy to czerwonawy płyn, a drugi fioletowy stał. Dlatego h₃PO₄ reprezentuje preferowaną alternatywę w takiej syntezy.

Zastosowania hydrace

Sprzątacze i rozpuszczalniki

Hydracidy w istocie są używane do rozpuszczenia innego rodzaju materii. Jest tak, ponieważ są to silne kwasy, a z umiarem mogą wyczyścić dowolną powierzchnię.

Ich kwasowe protony są dodawane do związków zanieczyszczeń lub brudu, co czyni je rozpuszczalnymi w środowisku wodnym, a następnie są przeciągane przez wodę.

Według chemicznej natury wspomnianej powierzchni można zastosować hydrację lub inną. Na przykład kwas fluorhorowy nie może być stosowany do czyszczenia szkła, ponieważ rozpuściłby je w akcie. Kwas solny służy do usuwania plam na płytkach basenowych.

Może ci służyć: Darmstadtio: odkrycie, struktura, właściwości, użycia

Są również zdolne do rozpuszczenia skał lub próbek stałych, a następnie wykorzystywane do celów analitycznych lub produkcyjnych do małych lub dużych skal. W chromatografii wymiany jonowej rozcieńczony kwas solny stosuje się do czyszczenia pozostałej kolumny jonowej.

Kwasowe katalizatory

Niektóre reakcje wymagają bardzo kwaśnych roztworów, aby je przyspieszyć i skrócić czas, który ma miejsce. Tutaj wchodzą hydracidy.

Przykładem tego jest zastosowanie kwasu irydowego w syntezie lodowcowego kwasu octowego. Przemysł naftowy potrzebuje również hydracerii w procesach rafinerii.

Odczynniki do syntezy związków organicznych i nieorganicznych

Hydracidy nie tylko dostarczają protonów kwasowych, ale także ich odpowiednich anionów. Te aniony mogą reagować ze związkiem organicznym lub nieorganicznym, tworząc określony halogenk.

W ten sposób fluorki, chlorki, jodek.

Te halluros mogą mieć bardzo zróżnicowane zastosowania. Na przykład można je wykorzystać do syntezy polimerów, takich jak teflon; lub pośredników, z których atomy halogenowe zostaną włączone do struktur molekularnych niektórych leków.

Załóżmy, że cząsteczka ch₃Ch₂Och, etanol, reaguje z HCl z utworzeniem chlorku etylu:

Ch₃Ch₂OH + HCl => CH₃Ch₂CL + H₂ALBO

Każda z tych reakcji ukrywa mechanizm i wiele aspektów rozważanych w syntezie organicznej.

Przykłady hydracestów

Nie ma wielu przykładów dla hydracyzmu, ponieważ liczba możliwych związków jest naturalnie ograniczona. Z tego powodu niektóre dodatkowe hydracidy są wymienione poniżej z odpowiednią nomenklaturą (skrót (AC)) jest ignorowany:

HF, kwas fluorowy

Binarny hydraceide, którego cząsteczki H-F tworzą silne mosty wodorowe, do tego stopnia, że ​​w wodzie jest to słaby kwas.

H₂S, kwas sulfhydowy

W przeciwieństwie do rozważanych hydracidów do tego czasu jest to poliatomiczne, to znaczy ma więcej niż dwa atomy, nadal jest to binarne, ponieważ są to dwa pierwiastki: siarka i wodór i wodór.

Jego cząsteczki kątowe H-S-H nie tworzą znaczących mostów wodorowych i mogą być wykryte przez ich charakterystyczną gnicie z zgniłych jaj.

HCl, kwas solny

Jeden z najbardziej znanych kwasów w kulturze popularnej. Jest to nawet część składu soku żołądka, obecnego w żołądku, i wraz z enzymami trawiennymi degradują pokarm.

HBR, kwas bromhydowy

Jako kwas iarhydralny, w fazie gazowej składa się z cząsteczek liniowych H-Br, które dysocjują jony H⁺ (H₃ALBO⁺) i Br^- Kiedy wchodzą do wody.

H₂Herbata, kwas telurowy

Chociaż telurio ma pewien metaliczny charakter, jego hydrocencja wydziela nieprzyjemne i niezwykle trujące opary, takie jak kwas seleenhydrowy.

A także inna hydracy śladów^2-, Więc jego Walencja wynosi -2.

Bibliografia

1. Clark J. (22 kwietnia 2017 r.). Kwasowość halogenków wodorowych. Odzyskane z: chem.Librettexts.org
2. Lumen: Wprowadzenie do chemii. Kwasy binarne. Zaczerpnięte z: kursów.Lumenarning.com
3. Helmestine, Anne Marie, pH.D. (22 czerwca 2018 r.). Definicja kwasu binarnego. Odzyskane z: Thoughtco.com
4. Pan. D. Scott. Pisanie i nomenklatura formuły chemicznej. [PDF]. Odzyskane z: Celinaschools.org
5. Madhusha. (9 lutego 2018 r.). Rozróżnij kwasy binarne od oksyakcji. Odzyskane z: pediaa.com