ХИДРАЦИДИ: КАРАКТЕРИСТИКЕ, НОМЕНКЛАТУРА, УПОТРЕБЕ И ПРИМЕРИ - ХЕМИЈА - 2025

У халоводоничне или бинарни киселине су растворени у води једињења која се састоје од водоника и још неметалних елемент: водоником халогенида. Његова општа хемијска формула се може изразити ХКС, где је Х атом водоника, а Кс је неметалички елемент.

Кс може да припада групи 17, халогенима, или елементима групе 16 без укључивања кисеоника. За разлику од оксо киселина, хидрациди немају кисик. Пошто су хидрациди ковалентни или молекуларна једињења, ХКС веза се мора размотрити. Ово је од велике важности и дефинише карактеристике сваког хидрацида.

Извор: Габриел Боливар

Шта је са ХКС везом? Као што се види на горњој слици, постоји трајни продукт диполног момента различитих електронегативности између Х и Кс. Пошто је Кс обично електронегативнији од Х, он привлачи свој електронски облак и завршава негативним делимичним набојем δ-.

С друге стране, Х, дајући део своје електронске густине Кс, завршава позитивним парцијалним набојем δ +. Што је негативнији δ-, то ће бити богатији електронима Кс и већи ће бити недостатак Х електрона. Стога, у зависности од тога који је елемент Кс, хидрацид може бити више или мање поларни.

Слика такође открива структуру хидрацида. ХКС је линеарни молекул, који може комуницирати са другим на једном од његових крајева. Што је ХКС поларнији, то ће његови молекули јаче или афинитирати у интеракцију. Као резултат тога, тачке кључања или талишта ће се повећати.

Међутим, интеракције ХКС-ХКС су и даље довољно слабе да би се створио чврст хидрацид. Из тог разлога, у условима притиска и температуре околине, они су гасовите супстанце; С изузетком ХФ, који испарава изнад 20 ° Ц.

Зашто? Зато што је ХФ способан да формира снажне водоничне везе. Док остали хидрациди, чији су неметални елементи мање електронегативни, тешко да могу да буду у течној фази испод 0 ° Ц. ХЦл, на пример, кључа на око -85 ° Ц.

Да ли су хидрациди киселе материје? Одговор лежи у позитивном парцијалном набоју δ + на атому водоника. Ако је δ + врло велик или је ХКС веза врло слаба, тада ће ХКС бити јака киселина; Као и код свих хидро киселина халогена, једном када се њихови халогени растворе у води.

карактеристике

Физички

-Видљиво да су сви хидрациди прозирни раствори, пошто су ХКС веома растворљиви у води. Могу имати жућкасте тонове у складу са концентрацијом раствореног ХКС.

- Пушачи су, што значи да испуштају густе, корозивне и иритантне паре (неке од њих чак и муче). То је зато што су молекули ХКС веома хлапљиви и у интеракцији су са воденом паром у медијуму који окружује раствор. Даље, ХКС у својим безводним облицима представљају гасовита једињења.

-Хидрациди су добри проводници електричне енергије. Иако су ХКС гасовите врсте у атмосферским условима, када се растварају у води, ослобађају јоне (Х ⁺ Кс ^- ), који омогућавају пролазак електричне струје.

- Тачке кључања веће су од оних безводних облика. Односно, ХКС (ац), који означава хидрацид, кључа на температурама изнад ХКС (г). На пример, хлороводоник, ХЦл (г), кључа на -85 ° Ц, али хлороводонична киселина, њен хидрацидни, је око 48 ° Ц.

Зашто? Зато што су гасовити молекули ХКС окружени онима воде. Две врсте интеракција може доћи истовремено: водоничне везе, ХКС - Х ₂ О - ХКС, или солватације јона, Х ₃ О ⁺ (ак) и Кс ^- (ак). Ова чињеница је директно повезана са хемијским карактеристикама хидрацида.

Хемијска

Хидрацидс су веома кисели раствори, па имају киселе протоне Х ₃ О ⁺ доступним реагује са другим супстанцама. Где се 'Х ₃ о ^{+ долазе} ? Атома водоника са делимичним позитивним набојем δ +, који се дисоцира у води и на крају је ковалентно уграђен у молекулу воде:

ХКС (ак) + Х ₂ О (л) <=> Кс ^- (ак) + Х ₃ О ⁺ (ак)

Имајте на уму да једначина одговара реакцији која успоставља равнотежу. Када формирање Кс ^- (ак) + Х ₃ О ⁺ (ак) је термодинамички веома омиљен, ХКС випустит кисели протон у воду; а затим, са Х ₃ О ⁺ и њен нови "носач", може да реагује са другим једињењем, иако овај други није јака база.

Наведено објашњава киселе карактеристике хидрацида. То је случај са свим ХКС раствореним у води; али неки стварају више киселих раствора од других. Шта је ово? Разлози могу бити веома сложени. Нису сви ХКС (ац) фаворизују изнад равнотеже према праву, односно, према Кс ^- (АЦ) + Х ₃ О ⁺ (ац).

Киселост

А изузетак је примећена у флуороводичној киселини, ХФ (ак). Флуор је врло електронегативан, па скраћује удаљеност ХКС везе, ојачавајући га против његовог распада дејством воде.

Исто тако, ХФ веза се много боље преклапа из разлога атомског радијуса. Са друге стране, везе Х-Цл, Х-Бр или ХИ су слабије и имају тенденцију да се потпуно дисоцирају у води, до тачке да се прекине равнотежа подигнута изнад.

То је зато што остали халогени или хакогени (сумпор, на пример) имају веће атомске радијусе и, према томе, веће орбитале. Сходно томе, ХКС веза показује лошија орбитална преклапања јер је Кс већи, што заузврат утиче на силу киселине када је у контакту са водом.

Дакле, редослед пада киселости за хидро киселине халогена је следећи: ХФ <ХЦл

Номенклатура

Безводни облик

Како се називају хидрациди? У њиховим безводним облицима, ХКС (г), морају се поменути као диктирани водикови халогениди: додавањем суфикса –уро на крају њихових имена.

На пример, ХИ (г) се састоји од халогенида (или хидрида) који настаје од водоника и јода, па је његово име: водоник јодид . Пошто су неметали углавном електронегативнији од водоника, он има оксидациони број +1. С друге стране, у НаХ водоник има оксидациони број -1.

Ово је још један индиректни начин разликовања молекуларних хидрида од халогена или халогенида водоника од других једињења.

Једном када ХКС (г) дође у контакт са водом, представља се као ХКС (ац) и тада се добија хидрацид.

У воденом раствору

Да бисмо именовали хидрацид, ХКС (ац), суфикс –уро његових безводних облика мора бити замењен суфиксом –хидрични. А у првом реду их треба споменути као киселине. Дакле, за горњи пример, ХИ (ак) је назван као вода од јодне киселине .

Како су формирани?

Директно растварање халогенида водоника

Хидрациди могу да се формирају једноставним растварањем одговарајућих водоник халогенида у води. То се може представити следећом хемијском једначином:

ХКС (г) => ХКС (ац)

ХКС (г) је врло растворљив у води, тако да не постоји равнотежа растворљивости, за разлику од њене јонске дисоцијације која ослобађа киселе протоне.

Међутим, постоји синтетичка метода која се преферира јер користи соли или минерале као сировину, растварајући их на ниским температурама са јаким киселинама.

Растварање соли неметала са киселинама

Ако се кухињска со, НаЦл, раствара у концентрованој сумпорној киселини, долази до следеће реакције:

НаЦл (с) + Х ₂ СО ₄ (ак) => ХЦл (ак) + НаХСО ₄ (ак)

Сумпорна киселина даје један од својих киселих протона Цл ^- хлорид аниону , претварајући га у хлороводоничну киселину. Хидроген хлорид, ХЦл (г), може се извући из ове мешавине, јер је веома испарљива, нарочито ако је њена концентрација у води веома висока. Други соли производи је кисели сулфат натријум, НаХСО ₄ .

Други начин да се произведе је замена сумпорне киселине концентрованом фосфорном киселином:

НаЦл (с) + Х ₃ ПО ₄ (ак) => ХЦл (ак) + НаХ ₂ ПО ₄ (ак)

Х ₃ ПО ₄ реагује на исти начин као Х ₂ СО ₄ , производња хлороводоничне киселине и натријум дијакиселина фосфат. НаЦл је извор Цл ^- аниона , тако да су за синтезу осталих хидрацида, соли или минерала који садрже Ф ^- , Бр ^- , И ^- , С ^2- , итд.

Међутим, употреба Х ₂ СО ₄ или Х ₃ ПО ₄ ће зависити од његове јачине оксидативни. Х ₂ СО ₄ је веома јака оксидациона средства, до те мере да оксидира чак Бр ^{- и} ја ^- својим Бр ₂ и ₂ молекуларни облика ; прва је течност црвенкаста, а друга љубичаста чврста супстанца. Стога, Х ₃ ПО ₄ представља жељени алтернативу у оваквим синтезе.

Апликације

Чистачи и растварачи

Хидрациди се у основи користе за растварање различитих врста материја. То је зато што су јаке киселине и могу умјерено чистити сваку површину.

Њени кисели протони додају се једињењима нечистоће или прљавштине, чинећи их растворљивим у воденом медијуму и потом их одводи вода.

У зависности од хемијске природе наведене површине, може се користити један хидрацид или други. На пример, флуороводична киселина се не може користити за чишћење стакла јер ће је растворити на лицу места. Хлороводонична киселина се користи за уклањање мрља са плочица базена.

Такође су способни да растварају стене или чврсте узорке, а затим се користе у аналитичке или производне сврхе на малим или великим скалама. У хроматографији са јоном, разблажена хлороводонична киселина користи се за чишћење колоне од преосталих јона.

Кисели катализатори

Неке реакције захтевају веома киселе растворе да их убрзају и скрате време у којем се одвијају. Овде долазе хидрациди.

Пример за то је употреба хидројодне киселине у синтези ледене сирћетне киселине. Нафтној индустрији су такође потребни хидрациди у процесима рафинерије.

Реагенси за синтезу органских и неорганских једињења

Хидрациди не обезбеђују само киселе протоне, већ и њихове одговарајуће анионе. Ови аниони могу да реагују са органским или неорганским једињењем да формирају специфичан халогенид. На тај начин могу се синтетизовати: флуориди, хлориди, јодиди, бромиди, селениди, сулфиди и друга једињења.

Ови халогениди могу имати веома разнолику примену. На пример, могу се користити за синтезу полимера, као што је тефлон; или посредника, од којих ће атоми халогена бити уграђени у молекуларне структуре одређених лекова.

Претпоставимо Молекул ЦХ ₃ ЦХ ₂ ОХ, етанол, реагује са ХЦИ да се формира етил хлорид:

ЦХ ₃ ЦХ ₂ ОХ + ХЦл => ЦХ ₃ ЦХ ₂ Цл + Х ₂ О

Свака од ових реакција скрива механизам и многе аспекте који се разматрају у органским синтезама.

Примери

Није доступно много примера хидрацида, јер је број могућих једињења природно ограничен. Из тог разлога, неки додатни хидрациди са одговарајућом номенклатуром наведени су у наставку (скраћеница (ац) се занемарује):

ХФ, флуороводична киселина

Бинарни хидрацид чији молекули ХФ формирају снажне водоничне везе до те мере да је у води слаба киселина.

Х

За разлику од до тада разматраних хидрацида, он је полиатомски, односно има више од два атома, међутим, и даље је бинаран, јер се састоји од два елемента: сумпора и водоника.

Његови угаони молекули МСМ не формирају уочљиве водоничне везе и могу се открити по карактеристичном мирису трулог јајета.

ХЦл, хлороводонична киселина

Једна од најпознатијих киселина у популарној култури. Чак је део састава желудачног сока, који се налази у стомаку, а заједно са дигестивним ензимима разграђују храну.

ХБр, бромоводична киселина

Попут јодоводоничној киселином у гасној фази се састоји од линеарног Х-Бр молекула који дистанцирају у Х ⁺ (Х ₃ О ⁺ ) и Бр ^- јони када уђу воду.

Х

Иако телуријум има одређени метални карактер, његов хидрацид испушта непријатне и врло отровне испарења, попут водониковог селенида.

Као и други хидрациди хакогенида (из групе 16 периодичне табеле), у раствору он производи анион Те ^2- , тако да је његова валенција -2.

Референце

1. Цларк Ј. (22. априла 2017). Киселост водикових халогенида. Опоравак од: цхем.либретектс.орг
2. Лумен: Увод у хемију. Бинарне киселине. Преузето са :урс.луменлеарнинг.цом
3. Хелменстине, др Анне Марие (22. јуна 2018.). Дефиниција бинарне киселине. Опоравак од: тхинкцо.цом
4. Г. Д. Сцотт. Хемијска формула и писање и номенклатура. . Опоравак од: целинасцхоолс.орг
5. Мадхусха. (9. фебруара 2018.). Разликовати између бинарних киселина и оксиацида. Опоравак од: педиаа.цом
6. Википедиа. (2018). Хидрацидна киселина. Опоравак од: ес.википедиа.орг
7. Наталие Андревс. (24. априла 2017). Употребе хидридне киселине. Опоравило од: сциацхинг.цом
8. СтудиоусГуи. (2018). Хлороводонична киселина: важне употребе и примене. Опоравак од: студиоусгуи.цом