Definícia a príklady silných kyselín

Silný kyselina je taký, ktorý je úplne degradovaná alebo ionizované v vodný roztok. Je to chemický druh s vysokou schopnosťou stratiť protón, H⁺. Vo vode silná kyselina stráca jeden protón, ktorý je zachytávaný vodou za vzniku hydróniového iónu:

HA (aq) + H₂O → H₃O⁺(aq) + A⁻(Aq)

Diprotické a polyprotické kyseliny môžu stratiť viac ako jeden protón, ale pKa hodnota „silná kyselina“ a reakcia sa týkajú iba straty prvého protónu.

Silné kyseliny majú malú logaritmickú konštantu (pKa) a veľkú disociačnú konštantu kyseliny (Ka).

Väčšina silných kyselín je žieravých, ale niektoré zo superkyselín nie sú. Naopak, niektoré slabé kyseliny (napr. kyselina fluorovodíková) môže byť vysoko leptavá.

So zvyšujúcou sa koncentráciou kyseliny sa znižuje schopnosť disociácie. Za normálnych podmienok vo vode silné kyseliny úplne disociujú, ale extrémne koncentrované roztoky nie.

Aj keď existuje veľa slabých kyselín, existuje len málo silných kyselín. bežné silné kyseliny zahŕňajú:

• HCl (kyselina chlorovodíková)
instagram viewer
• H₂SO₄ (kyselina sírová)
• HNO₃ (kyselina dusičná)
• HBr (kyselina bromovodíková)
• HClO₄ (kyselina chloristá)
• HI (kyselina jodovodíková)
• kyselina p-toluénsulfónová (organická rozpustná silná kyselina)
• kyselina metánsulfónová (tekutá organická silná kyselina)

Nasledujúce kyseliny sa takmer úplne disociujú vo vode, takže sa často považujú za silné kyseliny, aj keď nie sú kyslejšie ako hydróniový ión, H₃O⁺:

• HNO₃ (kyselina dusičná)
• HClO₃ (kyselina chlorovodíková)

Niektorí chemici považujú hydróniový ión, kyselinu bromovodíkovú, kyselinu jodistú, kyselinu perbromovú a kyselinu jodistú za silné kyseliny.

Ak sa schopnosť darovať protóny použije ako primárne kritérium pre silu kyseliny, silnými kyselinami (od najsilnejších po najslabšie) by boli:

• H [SBF₆] (kyselina fluóranantónová)
• FSO₃HSbF₅ (kyselina mágia)
• H (CHB₁₁cl₁₁) (karborská superacid)
• FSO₃H (kyselina fluorovodíková)
• CF₃SO₃H (kyselina trifluórmetánová)

Toto sú „superkyseliny“, ktoré sú definované ako kyseliny, ktoré sú kyslejšie ako 100% kyselina sírová. Superkyseliny trvale protonujú vodu.

Možno sa čudujete, prečo sa silné kyseliny tak dobre disociujú alebo prečo niektoré slabé kyseliny nie sú úplne ionizujúce. Do hry vstupuje niekoľko faktorov:

• Atómový polomer: So zvyšujúcim sa atómovým polomerom sa zvyšuje aj kyslosť. Napríklad, HI je silnejšia kyselina ako HCl (jód je väčší atóm ako chlór).
• electronegativity: Čím elektronickejšia je konjugovaná báza v rovnakom období periodickej tabuľky, je (A^-), tým kyslejšie je.
• Elektrický náboj: Čím pozitívnejší je náboj na atóme, tým vyššia je jeho kyslosť. Inými slovami, je ľahšie zobrať protón z neutrálneho druhu ako z jedného s negatívnym nábojom.
• Rovnováha: Keď sa kyselina disociuje, rovnováha sa dosiahne pomocou konjugovanej bázy. V prípade silných kyselín rovnováha silne uprednostňuje produkt alebo je napravo od chemickej rovnice. Konjugovaná báza silnej kyseliny je oveľa slabšia ako voda ako báza.
• Rozpúšťadlo: Vo väčšine aplikácií sa diskutuje o silných kyselinách vo vzťahu k vode ako rozpúšťadlu. Kyslosť a zásaditosť majú však význam v nevodnom rozpúšťadle. Napríklad v tekutom amoniaku kyselina octová úplne ionizuje a môže sa považovať za silnú kyselinu, aj keď je to slabá kyselina vo vode.