Iseloomulikud happed ja näited

The happed need on ühendid, millel on kõrged kalduvused prootonite annetamiseks või elektronide paari vastuvõtmiseks. Hapete omadusi iseloomustavad mitmed definitsioonid (Bronsted, Arrhenius, Lewis) ja igaüks neist on täiendatud, et ehitada välja sellist tüüpi ühendite globaalne pilt..

Eelmisest vaatenurgast võivad kõik teadaolevad ained olla happelised, kuid sellistena käsitatakse ainult neid, kes paistavad silma kõrgelt teistest. Teisisõnu: kui aine on veega võrreldes väga nõrk prootonite doonor, võib öelda, et see ei ole hape.

Kui jah, siis millised on need happed ja nende looduslikud allikad? Nende tüüpiliseks näiteks võib leida palju puuvilju: nagu tsitrusviljad. Sidrunhappe ja teiste komponentide tõttu on limonaadidel iseloomulik maitse.

Keel võib tuvastada hapete olemasolu, nagu see on teiste maitseainetega. Olenevalt nimetatud ühendite happesuse tasemest muutub maitse muutumatuks. Sel moel toimib keele hapete kontsentratsiooni organoleptiline näitaja, täpsemalt hüdroniumioonikontsentratsioon (H₃O⁺).

Teisest küljest leidub happeid mitte ainult toidus, vaid ka elusorganismides. Samuti on muldadel aineid, mis võivad neid hapetena iseloomustada; selline on alumiiniumi ja muude metallikatioonide puhul.

Indeks

• 1 Hapete omadused
  • 1.1 Neil on halvad vesinikud elektrontiheduses
  • 1.2 Tugevus või happesuse konstant
  • 1.3 Konjugeeritud alused on väga stabiilsed
  • 1.4 Neil võib olla positiivseid tasusid
  • 1.5 Teie lahuste pH on väiksem kui 7
• 2 Hapete näited
  • 2.1 Vesinikhalogeniidid
  • 2.2 Oksohapped
  • 2.3 Superhapped
  • 2.4 Orgaanilised happed
• 3 Viited

Hapete omadused

Milliseid omadusi peab ühendil olema olemasolevate määratluste kohaselt happeks?

Peab olema võimeline tekitama H-iioone⁺ ja OH^- vees lahustatud (Arrhenius) peab ta väga kergesti annetama teistele prootonitele (Bronsted) või lõpuks peab ta suutma vastu võtta elektronide paari, mis on negatiivselt laetud (Lewis).

Need omadused on aga tihedalt seotud keemilise struktuuriga. Nii saab analüüsida õppida, et järeldada selle happesuse tugevust või paari ühendit, mis neist kahest on kõige happelisemad.

Neil on halvad vesinikud elektrontiheduses

Metaani molekuli puhul CH₄, ükski selle vesinikest ei sisalda elektroonilist puudust. Seda seetõttu, et süsiniku ja vesiniku elektronegatiivsuse erinevus on väga väike. Aga kui üks H-aatomitest on asendatud ühe fluoriga, siis oleks dipoolmoment märkimisväärne muutus: H₂FC-H.

H ta kogeb oma elektroonilise pilve nihkumist külgneva aatomi suunas, mis on seotud F-ga, mis on võrdne, δ + on suurenenud. Jällegi, kui teine ​​H on asendatud teise F-ga, jääb molekul selliseks, nagu: HF₂C-H.

Nüüd δ + on veelgi suurem, kuna need on kaks F-aatomit, mis on väga elektronegatiivsed, mis lahutavad elektrontiheduse C-st ja viimased järelikult H. Kui asendusprotsess jätkub, saadakse see lõpuks: F₃C-H.

Selles viimases molekulis H see näitab naaber F kolme aatomi tagajärjel märgatavat elektroonilist puudust. See δ + ei jäta märkamatuks ükskõik millise liigi jaoks, mis on piisavalt elektronides, et seda eemaldada H ja sel viisil F₃CH laetakse negatiivselt:

F₃C-H + : N^- (negatiivsed liigid) => F₃C:^- + HN

Ülaltoodud keemilist võrrandit võib kaaluda ka sel viisil: F₃CH annetab prootoni (H⁺, the H molekulist eraldatud) a: N; või, F₃CH saab paari elektroni H annetada teisele paarile: N^-.

Tugevus või happesuse konstant

Kui palju F₃C:^- on lahkumisel olemas? Või kui palju F molekule₃CH võib annetada vesinik vesinikku N? Nendele küsimustele vastamiseks on vaja määrata F kontsentratsioon₃C:^- või HN ja, kasutades matemaatilist võrrandit, et määrata arvuline väärtus, mida nimetatakse happesuse konstantiks Ka.

Kuigi rohkem F molekule₃C:^- või HN, on rohkem happeid F₃CH ja suurem oma Ka. Sel viisil saab Ka kvantitatiivselt selgitada, millised ühendid on happelisemad kui teised; ja samuti vette tagasi laskmine hapetena, mille Ka on väga väikese järjekorras.

Mõnedel Ka võib olla väärtusi, mis on umbes 10^-1 ja 10^-5, ja teised, miljonid väiksemad väärtused nagu 10^-15 ja 10^-35. Siis võib öelda, et viimane, millel on nimetatud happekonstandid, on äärmiselt nõrgad happed ja neid saab sellisena kõrvaldada..

Nii millistel järgmistest molekulidest on kõrgeim Ka: CH₄, CH₃F, CH₂F₂ või CHF₃? Vastus peitub elektroonilise tiheduse puudumisel, δ +, sama vesiniku puhul.

Mõõtmised

Kuid millised on Ka mõõtmiste standardimise kriteeriumid? Selle väärtus võib varieeruda sõltuvalt sellest, milline liik H⁺. Näiteks kui: N on tugev alus, siis Ka on suur; kuid kui vastupidi, see on väga nõrk alus, on Ka väike.

Ka mõõtmised tehakse kõige tavalisemate ja nõrgemate kõigi aluste (ja hapete) abil: vesi. Sõltuvalt H annetamise määrast⁺ H-molekulidele₂Või 25 ° C juures ja ühe atmosfääri rõhu juures kehtestatakse standardtingimused kõigi ühendite happekonstantide määramiseks.

Sellest tuleneb paljude ühendite, nii anorgaaniliste kui orgaaniliste, happesuskonstandide tabelite repertuaar.

Sellel on väga stabiilsed konjugeeritud alused

Hapetel on keemilistes struktuurides väga elektroonegatiivsed aatomid või üksused (aromaatsed rõngad), mis meelitavad ümbritsevate vesinike elektroonilisi tihedusi, põhjustades nende muutumist osaliselt positiivseks ja reaktiivseks enne alust..

Kui prootonid on annetatud, muundatakse hape konjugaadialuseks; see tähendab negatiivset liiki, mis on võimeline H⁺ või annetage paar elektroni. CF-molekuli näites₃H selle konjugeeritud alus on CF₃^-:

CF₃^- + HN <=> CHF₃ + : N^-

Kui CF₃^- see on väga stabiilne konjugeeritud alus, tasakaal tasakaalustatakse rohkem vasakule kui paremale. Samuti, seda stabiilsem on hape, seda reaktiivsem ja happeline hape on.

Kuidas teada, kui stabiilsed nad on? Kõik sõltub sellest, kuidas uue negatiivse laenguga tegelete. Kui nad suudavad seda ümber paigutada või suurendada kasvavat elektroonilist tihedust, ei ole seda võimalik kasutada baasi H lingi loomiseks..

Neil võivad olla positiivsed tasud

Mitte kõikidel hapetel ei ole elektroonilisi puudusi omavaid vesinikke, kuid neil võivad olla ka teised aatomid, mis on võimelised vastu võtma elektrone, positiivse laenguga või ilma..

Kuidas see on? Näiteks boor-trifluoriidis, BF₃, B aatomil puudub valentsi oktet, nii et see võib moodustada sideme mis tahes aatomiga, mis annab elektronide paari. Kui anioon F^- Selle läheduses toimub järgmine keemiline reaktsioon:

BF₃ + F^- => BF₄^-

Teisest küljest on vabad metallikationid nagu Al³⁺, Zn²⁺, Na⁺, jne. peetakse hapeteks, sest nende keskkonnast saavad nad vastu võtta elektron-rikka liigi datiivseid (koordineerivaid) sidemeid. Samuti reageerivad nad OH-ioonidega^- sadestuda metallhüdroksiididena:

Zn²⁺(ac) + 2OH^-(ac) => Zn (OH)₂s)

Kõiki neid nimetatakse Lewise hapeteks, samas kui prootoneid annetavad Bronstedi happed.

Teie lahuste pH on väiksem kui 7

Täpsemalt, mis tahes lahustis lahustuv hape (mis ei neutraliseeri seda märgatavalt), tekitab lahuseid, mille pH on alla 3, kuigi alla 7 on väga nõrgad happed.

Seda saab kontrollida happe-aluse indikaatori, näiteks fenoolftaleiini, universaalse indikaatori või lilla kapsa mahla kasutamisega. Neid ühendeid, mis muudavad värvid madala pH väärtusega, töödeldakse hapetega. See on üks lihtsamaid teste selle olemasolu määramiseks.

Sama võib teha näiteks erinevatest maailma piirkondadest pärit erinevate pinnase proovide puhul, mis määravad nende pH väärtused koos teiste muutujatega,.

Ja lõpuks, kõigil hapetel on hapu maitse, kui nad ei ole nii kontsentreeritud, et põletamatult põletavad keele kuded.

Hapete näited

Vesinikhalogeniidid

Kõik vesinikhalogeniidid on happelised ühendid, eriti vees lahustamisel:

-HF (vesinikfluoriidhape).

-HCl (vesinikkloriidhape).

-HBr (vesinikbromiidhape).

-HI (joodhape).

Oksohapped

Oksoonhapped on oksoanioonide protoneeritud vormid:

HNO₃ (lämmastikhape).

H₂SO₄ (väävelhape).

H₃PO₄ (fosforhape).

HClO₄ (perkloorhape).

Superhapped

Superhapped on Bronstedi happe ja tugeva Lewise happe segu. Pärast segamist moodustavad nad keerulisi struktuure, kus teatud uuringute kohaselt H⁺ "Jump" nende sees.

Selle söövitav jõud on selline, et need on miljardeid kordi tugevamad kui H₂SO₄ kontsentraat Neid kasutatakse tooraines olevate suurte molekulide pragunemiseks, väiksemates hargnenud molekulides ja suure lisandväärtusega majandusliku väärtusega.

-BF₃/ HF

-SbF₅/ HF

-SbF₅/ HSO₃F

-CF₃SO₃H

Orgaanilised happed

Orgaanilisi happeid iseloomustab üks või mitu karboksüülrühma (COOH) ja nende hulgas on:

-Sidrunhape (esineb paljudes puuviljades)

-Õunhape (rohelistest õunadest)

-Äädikhape (kaubanduslikust äädikas)

-Võihape (roogitud või)

-Viinhape (veinidest)

-Ja rasvhapete perekond.

Viited

1. Torrens H. Kõvad ja pehmed happed ja alused. [PDF] Välja võetud: depa.fquim.unam.mx
2. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (3. mai 2018). 10 ühise happe nimetused. Välja otsitud andmebaasist: thinkco.com
3. Chempages Netorials. Happed ja alused: molekulaarne struktuur ja käitumine. Välja võetud: chem.wisc.edu
4. Deziel, Chris. (27. aprill 2018). Hapete ja aluste üldised omadused. Science. Välja otsitud andmebaasist: sciencing.com
5. Pittsburghi superarvutite keskus (PSC). (25. oktoober 2000). Välja otsitud aadressilt: psc.edu.