Silné a slabé kyseliny sú dôležité pre triedu chémie aj pre použitie v laboratóriu. Existuje veľmi málo silných kyselín, takže jedným z najjednoduchších spôsobov, ako rozlíšiť silné a slabé kyseliny od seba, je zapamätať si krátky zoznam silných kyselín. Akákoľvek iná kyselina sa považuje za slabú kyselinu.
Kľúčové jedlá
- Silné kyseliny sa úplne disociujú na svoje ióny vo vode, zatiaľ čo slabé kyseliny sa disociujú iba čiastočne.
- Existuje iba niekoľko (7) silných kyselín, takže si ich veľa ľudí zapamätá. Všetky ostatné kyseliny sú slabé.
- Silnými kyselinami sú kyselina chlorovodíková, kyselina dusičná, kyselina sírová, kyselina bromovodíková, kyselina jodovodíková, kyselina chloristá a kyselina chlorovodíková.
- Jedinou slabou kyselinou, ktorá sa tvorí reakciou medzi vodíkom a halogénom, je kyselina fluorovodíková (HF). Kým technicky slabá kyselina, kyselina fluorovodíková je extrémne silný a vysoko leptavý.
Silné kyseliny
Silné kyseliny úplne sa rozdeľujú ióny vo vode, čím sa získa jeden alebo viac protónov (vodík katióny) na molekulu. Tam sú len 7 bežných silných kyselín.
- HCl - kyselina chlorovodíková
- HNO3 - kyselina dusičná
- H2SO4 - kyselina sírová (HSO4- je slabá kyselina)
- HBr - kyselina bromovodíková
- Kyselina chlorovodíková
- HClO4 - kyselina chloristá
- HClO3 - kyselina chlorovodíková
Príklady ionizačných reakcií zahŕňajú:
HCI → H+ + Cl-
HNO3 → H+ + NIE3-
H2SO4 → 2H+ + SO42-
Všimnite si výrobu pozitívne nabitých iónov vodíka a tiež reakčnú šípku, ktorá ukazuje iba doprava. Všetok reaktant (kyselina) je ionizovaný na produkt.
Slabé kyseliny
Slabé kyseliny nerozpúšťajú sa vo vode úplne na ióny. Napríklad HF sa disociuje na H+ a F- Ióny vo vode, ale niektoré HF zostávajú v roztoku, takže to nie je silná kyselina. Existuje omnoho viac slabých kyselín ako silných kyselín. väčšina organické kyseliny sú slabé kyseliny. Tu je čiastočný zoznam, usporiadaný od najsilnejších po najslabší.
- HO2C2O2Kyselina H - šťavelová
- H2SO3 - kyselina sírová
- HSO4- - hydrogénsulfátový ión
- H3PO4 - kyselina fosforečná
- HNO2 - kyselina dusitá
- HF - kyselina fluorovodíková
- HCO2Kyselina H - metanová
- C6H5COOH - kyselina benzoová
- CH3COOH - kyselina octová
- HCOOH - kyselina mravčia
Slabé kyseliny neúplne ionizujú. Príkladom reakcie je disociácia kyseliny etánovej vo vode za vzniku katiónov hydroxónia a etanoátových aniónov:
CH3COOH + H2O ⇆ H3O+ + CH3COO-
Všimnite si reakčnú šípku v chemickej rovnici, ktorá ukazuje na oba smery. Iba asi 1% kyseliny etánovej sa premieňa na ióny, zatiaľ čo zvyšok je kyselina etánová. Reakcia prebieha oboma smermi. Spätná reakcia je priaznivejšia ako reakcia vpred, takže ióny sa ľahko menia späť na slabú kyselinu a vodu.
Rozlišovanie medzi silnými a slabými kyselinami
Môžete použiť kyslú rovnovážnu konštantu K alebo pK aby sa určilo, či je kyselina silná alebo slabá. Silné kyseliny majú vysokú K alebo malé pK hodnoty, slabé kyseliny majú veľmi malé K hodnoty alebo veľké pK hodnôt.
Silné a slabé Vs. Koncentrované a zriedené
Dávajte pozor, aby ste si nezamieňali výrazy silné a slabé s koncentrovanými a rozriediť. Koncentrovaná kyselina je kyselina, ktorá obsahuje malé množstvo vody. Inými slovami sa kyselina koncentruje. Zriedená kyselina je kyslý roztok, ktorý obsahuje veľké množstvo rozpúšťadla. Ak máte 12 M kyseliny octovej, je koncentrovaná, napriek tomu stále slabá. To bude platiť bez ohľadu na to, koľko vody odstránite. Na druhej strane je 0,0005 M roztok HCl zriedený, ale stále silný.
Strong Vs. žieravina
Môžeš pite zriedenú kyselinu octovú (kyselina nájdená v octe), ale pitie rovnakej koncentrácie kyseliny sírovej by vám spôsobilo chemické popálenie. Dôvodom je skutočnosť, že kyselina sírová je vysoko leptavá, zatiaľ čo kyselina octová nie je tak aktívna. Kým kyseliny majú tendenciu byť žieravé, najsilnejšie superkyseliny (karborány) v skutočnosti nie sú žieravé a mohli by ste ich držať v ruke. Kyselina fluorovodíková, hoci slabá, prechádza vašou rukou a zaútočiť na svoje kosti.