ZA oxacid u oksokwas to trójskładnikowy kwas złożony z wodoru, tlenu i pierwiastka niemetalicznego, który stanowi tzw. atom centralny. W zależności od liczby atomów tlenu, a co za tym idzie, stopni utlenienia pierwiastka niemetalicznego, mogą powstawać różne tlenokwasy.
Substancje te są czysto nieorganiczne; Jednak węgiel może tworzyć jeden z najbardziej znanych tlenokwasów: kwas węglowy, HdwaWSPÓŁ3. Jak pokazuje sam wzór chemiczny, ma trzy atomy O, jeden C i dwa H.
Dwa atomy H w HdwaWSPÓŁ3 są uwalniane do medium jako H.+, co wyjaśnia jego kwaśne właściwości. Ogrzewanie wodnego roztworu kwasu węglowego spowoduje wydzielanie się gazu.
Ten gaz to dwutlenek węgla, COdwa, nieorganiczna cząsteczka, która powstaje w wyniku spalania węglowodorów i oddychania komórkowego. Jeśli zwracany jest COdwa do zbiornika na wodę, HdwaWSPÓŁ3 zostanie ponownie utworzony; dlatego oksokwas powstaje, gdy dana substancja reaguje z wodą.
Ta reakcja jest obserwowana nie tylko w przypadku COdwa, ale dla innych nieorganicznych cząsteczek kowalencyjnych zwanych tlenkami kwasowymi.
Oksokwasy mają wiele zastosowań, które są ogólnie trudne do opisania. Jego zastosowanie będzie w dużym stopniu zależało od centralnego atomu i liczby atomów tlenu.
Mogą być wykorzystywane ze związków do syntezy materiałów, nawozów i materiałów wybuchowych, do celów analitycznych lub do produkcji napojów bezalkoholowych; jak w przypadku kwasu węglowego i kwasu fosforowego, H.3PO4, stanowiące część składu tych napojów.
Indeks artykułów
Ogólny wzór H.E.O dla oksydów pokazano na powyższym obrazku. Jak widać, zawiera wodór (H), tlen (O) i centralny atom (E); który w przypadku kwasu węglowego jest węglem, C.
Wodór w tlenokwasach jest zwykle przyłączony do atomu tlenu, a nie do atomu centralnego. Kwas fosforowy, H.3PO3, przedstawia szczególny przypadek, w którym jeden z wodorów jest związany z atomem fosforu; dlatego jego wzór strukturalny jest najlepiej reprezentowany jako (OH)dwaOPH.
Natomiast w przypadku kwasu azotawego HNOdwa, ma szkielet H-O-N = O, więc ma grupę hydroksylową (OH), która dysocjuje, uwalniając wodór.
Tak więc jedną z głównych cech oksokwasu jest nie tylko to, że zawiera on tlen, ale także to, że ma grupę OH.
Z drugiej strony, niektóre tlenokwasy mają tak zwaną grupę okso, E = O. W przypadku kwasu fosforawego ma grupę okso, P = O. Brakuje im atomów H, więc „nie odpowiadają” za kwasowość.
Centralny atom (E) może być pierwiastkiem elektroujemnym lub nie, w zależności od jego lokalizacji w bloku p układu okresowego. Z drugiej strony tlen, pierwiastek nieco bardziej elektroujemny niż azot, przyciąga elektrony z wiązania OH; w ten sposób umożliwiając uwolnienie jonu H.+.
E jest więc połączony z grupami OH. Kiedy uwalniany jest jon H+ następuje jonizacja kwaśna; to znaczy uzyskuje ładunek elektryczny, który w jego przypadku jest ujemny. Oksokwas może uwolnić tyle jonów H.+ jako grupy OH ma w swojej strukturze; a im więcej, tym większy ładunek ujemny.
Kwas siarkowy, poliprotyczny, ma wzór cząsteczkowy H.dwapołudniowy zachód4. Ten wzór można również zapisać w następujący sposób: (OH)dwapołudniowy zachóddwa, aby podkreślić, że kwas siarkowy ma dwie grupy hydroksylowe przyłączone do siarki, jej centralnego atomu.
Reakcje jego jonizacji to:
H.dwapołudniowy zachód4 => H.+ + HSO4-
Następnie zwolniony zostaje drugi H.+ pozostałej grupy OH, wolniej, aż można ustalić równowagę:
HSO4- <=> H.+ + południowy zachód4dwa-
Druga dysocjacja jest trudniejsza niż pierwsza, ponieważ ładunek dodatni (H.+) o podwójnie ujemnym ładunku (SO4dwa-).
Siła prawie wszystkich tlenokwasów, które mają ten sam centralny atom (nie metal), wzrasta wraz ze wzrostem stopnia utlenienia centralnego pierwiastka; co z kolei jest bezpośrednio związane ze wzrostem liczby atomów tlenu.
Na przykład pokazano trzy serie tlenokwasów, których siły kwasowości są uporządkowane od najmniejszej do największej:
H.dwapołudniowy zachód3 < Hdwapołudniowy zachód4
HNOdwa < HNO3
HClO < HClOdwa < HClO3 < HClO4
W większości tlenokwasów, które mają różne pierwiastki o tym samym stopniu utlenienia, ale należą do tej samej grupy w układzie okresowym, siła kwasowości rośnie bezpośrednio wraz z elektroujemnością atomu centralnego:
H.dwaSeO3 < Hdwapołudniowy zachód3
H.3PO4 < HNO3
HBrO4 < HClO4
Jak wspomniano na początku, tlenki powstają, gdy określone substancje, zwane tlenkami kwasowymi, reagują z wodą. Zostanie to wyjaśnione na tym samym przykładzie dla kwasu węglowego.
WSPÓŁdwa + H.dwaLUB <=> H.dwaWSPÓŁ3
Tlenek kwasu + woda => tlenokwas
Dzieje się tak, że cząsteczka H.dwaLub jest kowalencyjnie związany z COdwa. Jeśli woda jest usuwana przez ciepło, równowaga przesuwa się do regeneracji COdwa; to znaczy, gorący napój gazowany szybciej straci swoje musujące wrażenie niż zimny.
Z drugiej strony kwasowe tlenki powstają, gdy niemetaliczny pierwiastek reaguje z wodą; chociaż dokładniej, gdy reagujący pierwiastek tworzy kowalencyjny tlenek, którego rozpuszczanie w wodzie generuje jony H.+.
Już powiedziano, że jony H.+ są produktem jonizacji powstałego oksokwasu.
Tlenek chloru, CldwaLUB5, reaguje z wodą dając kwas chlorowy:
CldwaLUB5 + H.dwaO => HClO3
Tlenek siarki, SO3, reaguje z wodą tworząc kwas siarkowy:
południowy zachód3 + H.dwaO => H.dwapołudniowy zachód4
I okresowa rdza, jadwaLUB7, reaguje z wodą tworząc kwas nadjodowy:
jadwaLUB7 + H.dwaO => HIO4
Oprócz tych klasycznych mechanizmów tworzenia oksokwasów istnieją inne reakcje mające ten sam cel.
Na przykład trichlorek fosforu, PCl3, reaguje z wodą, tworząc kwas fosforawy, kwas oksydowy i kwas solny, kwas fluorowcowodorowy.
PCl3 + 3HdwaO => H.3PO3 + HCl
I pięciochlorek fosforu, PCl5, reaguje z wodą dając kwas fosforowy i kwas solny.
PCl5 + 4 godzdwaO => H.3PO4 + HCl
Niektóre metale przejściowe tworzą kwaśne tlenki, to znaczy rozpuszczają się w wodzie, tworząc tlenki.
Tlenek manganu (VII) (bezwodny nadmanganowy) MndwaLUB7 i tlenek chromu (VI) są najczęstszymi przykładami.
MndwaLUB7 + H.dwaO => HMnO4 (kwas nadmanganowy)
CrO3 + H.dwaO => H.dwaCrO4 (kwas chromowy)
Aby poprawnie nazwać tlenokwas, należy rozpocząć od określenia wartości walencyjnej lub liczby utlenienia centralnego atomu E. Wychodząc od wzoru ogólnego HEO, rozważa się:
-O ma wartościowość -2
-Wartościowość H wynosi +1
Mając to na uwadze, oxacid HEO jest obojętny, więc suma ładunków wartościowości musi wynosić zero. Mamy więc następującą sumę algebraiczną:
-2 + 1 + E = 0
E = 1
Dlatego wartościowość E wynosi +1.
Następnie należy uciec się do możliwych wartościowości, które może mieć E. Jeśli wartości +1, +3 i +4 należą do jego wartościowości, E wtedy „działa” z najniższą wartościowością.
Aby nazwać HEO, zaczynasz od nazwania go kwasem, po którym następuje nazwa E z przyrostkami -ico, jeśli działa z najwyższą wartościowością, lub -oso, jeśli działa z najniższą wartościowością. Gdy występuje trzy lub więcej, przedrostki hypo- i per- są używane w odniesieniu do najmniejszych i największych wartościowości.
Tak więc HEO byłoby nazwane:
Kwas czkawka(Imię E)Niedźwiedź
Ponieważ +1 jest najmniejszą z jego trzech wartościowości. A jeśli to był HEOdwa, wtedy E miałoby wartościowość +3 i byłoby nazwane:
Kwas (nazwa E)Niedźwiedź
Podobnie jest z HEO3, z E pracującym z wartościowością +5:
Kwas (nazwa E)i co
Szereg tlenokwasów wraz z ich nomenklaturami wymieniono poniżej..
Halogeny interweniują, tworząc tlenokwasy o wartościowości +1, +3, +5 i +7. Chlor, brom i jod mogą tworzyć 4 rodzaje tlenokwasów odpowiadające tym wartościowościom. Ale jedynym oksokwasem, który został z powodzeniem przygotowany z fluoru, jest hipofluorokwas (HOF), który jest niestabilny..
Kiedy tlenokwas z grupy używa wartościowości +1, nazywa się go następująco: kwas podchlorawy (HClO); kwas podbromawy (HBrO); kwas hipojodowy (HIO); kwas hipofluorowy (HOF).
Z wartościowością +3 nie jest używany żaden przedrostek i używany jest tylko przyrostek niedźwiedzia. Kwasy chlorowe (HClOdwa), bromowy (HBrOdwa) i jod (HIOdwa).
Z wartościowością +5 nie jest używany żaden przedrostek i używany jest tylko przyrostek ico. Kwasy chlorowe (HClO3), bromowy (HBrO3) i jod (HIO3).
Podczas gdy gdy pracują z wartościowością +7, używany jest przedrostek per i przyrostek ico. Kwasy nadchlorowe (HClO4), perbromowy (HBrO4) i okresowe (HIO4).
Niemetalowe pierwiastki tej grupy mają najczęściej występujące wartościowości -2, +2, +4 i +6, tworząc trzy tlenokwasy w najbardziej znanych reakcjach.
Z wartościowością +2 używa się przedrostka czkawka i sufiksu niedźwiedzia. Kwasy hiposiarkowate (H.dwapołudniowy zachóddwa), hiposeleni (H.dwaSeOdwa) i hipoteliczny (H.dwaTeOdwa).
Z wartościowością +4 nie jest używany przedrostek, a sufiks niedźwiedź jest używany. Kwasy siarkowe (H.dwapołudniowy zachód3), selenowy (H.dwaSeO3) i tellur (H.dwaTeO3).
A kiedy działają z wartościowością + 6, nie jest używany żaden przedrostek i używany jest przyrostek ico. Kwasy siarkowe (H.dwapołudniowy zachód4), selenowy (H.dwaSeO4) i tellurycznym (H.dwaTeO4).
Bor ma wartościowość +3. Mają kwasy metaboliczne (HBOdwa), piroboryczny (H.4bdwaLUB5) i ortoboryczne (H.3BO3). Różnica polega na liczbie wody, która reaguje z tlenkiem boru.
Węgiel ma wartościowości +2 i +4. Przykłady: z wartościowością +2, kwas węglowy (H.dwaWSPÓŁdwa), a przy wartościowości +4 kwas węglowy (HdwaWSPÓŁ3).
Chrom ma wartościowości +2, +4 i +6. Przykłady: z walencją 2, kwas podchromowy (H.dwaCrOdwa); z wartościowością 4, kwas chromowy (H.dwaCrO3); iz wartościowością 6, kwas chromowy (H.dwaCrO4).
Krzem ma wartościowości -4, +2 i +4. Zawiera kwas metakrzemowy (H.dwatak3) i kwas pirokrzemowy (H.4tak4). Zauważ, że w obu Si ma wartościowość +4, ale różnica polega na liczbie cząsteczek wody, które przereagowały z jego kwasowym tlenkiem.
Jeszcze bez komentarzy