Hidrácidose omadused, nomenklatuur, kasutusalad ja näited

The Vesinikud või binaarhapped on vees lahustunud ühendid, mis koosnevad vesinikust ja mittemetallist elemendist: vesinikhalogeniidid. Selle üldist keemilist valemit võib väljendada kui HX, kus H on vesinikuaatom ja X on mittemetallist element.

X võib kuuluda rühma 17, halogeenid või rühm 16, mis ei sisalda hapnikku. Erinevalt oksohapetest ei ole süsivesinikel hapnikku. Kuna hüdroksiidid on kovalentsed või molekulaarsed ühendid, tuleb kaaluda H-X sidet. See on väga oluline ja määratleb iga vesinikkloriidi omadused.

Mida võib öelda H-X lingi kohta? Nagu näha ülaltoodud pildist, on olemas püsiv dipoolmoment, mis on tekkinud H ja X vaheliste erinevate elektronegatiivsuste poolt. Kuna X on tavaliselt elektronegatiivsem kui H, meelitab see oma elektroonilise pilve ja lõpeb negatiivse osalise laenguga δ-.

Teisest küljest lõpeb H, saades osa oma elektrontihedusest X-le, osalise positiivse laenguga δ +. Mida negatiivsem on δ-, on elektronide rikkam X ja suurem on H elektrooniline puudus. Seega, sõltuvalt sellest, milline element on X, võib hüdrasiid olla rohkem või vähem polaarne.

Pilt näitab ka vesinikkloriidide struktuuri. H-X on lineaarne molekul, mis võib ühe oma otsaga üksteisega suhelda. Mida polaarsem HX, selle molekulid suhtlevad suurema tugevuse või afiinsusega. Selle tulemusena suurenevad teie keemis- või sulamispunktid.

H-X-H-X interaktsioonid on siiski piisavalt nõrgad, et saada tahke hüdrasiid. Seetõttu on rõhu ja ümbritseva keskkonna temperatuuril gaasilised ained; välja arvatud HF, mis aurustub üle 20 ° C.

Miks? Kuna HF on võimeline moodustama tugevaid vesiniksidemeid. Kui teised hüdrasiidid, mille mittemetalsed elemendid on vähem elektronegatiivsed, ei ole vedelas faasis allpool 0 ° C. HCl keeb näiteks -85 ° C juures.

Kas happelised ained on vesinikkloriidid? Vastus peitub vesinikuaatomi osalises positiivses laengus δ +. Kui δ + on väga suur või H-X side on väga nõrk, siis HX on tugev hape; Nagu kõigi halogeenide süsivesinike puhul, kui nende vastavad halogeniidid vees lahustuvad.

Indeks

• 1 Omadused
  • 1.1 Füüsiline
  • 1.2 Keemiline
• 2 nomenklatuur
  • 2.1 Veevaba vorm
  • 2.2 Vesilahuses
• 3 Kuidas nad moodustuvad?
  • 3.1 Vesinikhalogeniidide otsene lahustumine
  • 3.2 Mittemetallide soolade lahustamine hapetega
• 4 Kasutamine
  • 4.1 Puhastusvahendid ja lahustid
  • 4.2 Happekatalüsaatorid
  • 4.3 Reagendid orgaaniliste ja anorgaaniliste ühendite sünteesimiseks
• 5 Näited
  • 5.1 HF, vesinikfluoriidhape
  • 5,2 H2S, vesiniksulfiid
  • 5,3 HCl, vesinikkloriidhape
  • 5.4 HBr, vesinikbromiidhape
  • 5.5 H2Te, telluurhape
• 6 Viited

Omadused

Füüsiline

-Nähtavalt on kõik hüdrohapped läbipaistvad lahused, kuna HX on vees väga hästi lahustuvad. Neil võib olla kollakad toonid vastavalt lahustunud HX kontsentratsioonile.

-Nad on suitsetajad, mis tähendab, et nad annavad välja tihedaid, söövitavaid ja ärritavaid aure (mõned neist on isegi iiveldavad). Seda seetõttu, et HX molekulid on väga lenduvad ja reageerivad lahuste ümbritseva keskkonna veeauruga. Lisaks on HX veevabades vormides gaasilised ühendid.

-Vesinikhapped on head elektrijuhtmed. Kuigi HX on atmosfääritingimustes gaasilised liigid, kui nad vees lahustuvad, vabastavad nad ioonid (H⁺X^-), mis võimaldavad elektrivoolu läbida.

-Selle keemispunktid on paremad veevabade vormide omadest. See tähendab, et HX (ac), mis tähistab hüdrasiidi, keeb temperatuuril, mis on kõrgem kui HX (g). Näiteks vesinikkloriid, HCl (g), keeb temperatuuril -85 ° C, kuid vesinikkloriidhape, selle vesinikido, umbes 48 ° C..

Miks? Kuna HX gaasimolekulid on ümbritsetud veemolekulidega. Nende vahel võib esineda kahte tüüpi koostoimeid: vesiniksidemeid, HX-H₂O-HX või ioonide lahustumine, H₃O⁺(ac) ja X^-(ac). See asjaolu on otseselt seotud vesinikkloriidide keemiliste omadustega.

Kemikaalid

Hüdrasiidid on väga happelised lahused, nii et neil on H-happelised prootonid₃O⁺ reageerida teiste ainetega. Kust H pärit on?₃O⁺? Osalise positiivse laenguga δ + vesinikuaatomist, mis dissotsieerub vees ja jõuab kovalentselt veemolekuli sisse:

HX (ac) + H₂O (l) <=> X^-(ac) + H₃O⁺(ac)

Pange tähele, et võrrand vastab reaktsioonile, mis loob tasakaalu. Kui X moodustub^-(ac) + H₃O⁺(ac) on termodünaamiliselt väga eelistatud, HX vabastab oma happelise prootoni veega; ja siis see koos H-ga₃O⁺ selle uue "kandjana" saab ta reageerida teise ühendiga, isegi kui viimane ei ole tugev alus.

Eespool selgitatakse hüdroksiidide happelisi omadusi. See kehtib kõigi vees lahustatud HX-i kohta; kuid mõned toodavad rohkem happelisi lahuseid kui teised. Miks see on? Põhjused võivad olla väga keerulised. Mitte kõik HX (ac) ei poolda eelmist paremat tasakaalu, see tähendab X suunas^-(ac) + H₃O⁺(ac).

Happelisus

Ja erandit täheldatakse vesinikfluoriidhappes, HF (ac). Fluor on väga elektronegatiivne, seetõttu lühendab see H-X sideme kaugust, tugevdades seda vee purunemise vastu.

Sarnaselt on H-F lingil palju parem kattumine aatomiradioside põhjustel. Seevastu H-Cl, H-Br või H-I sidemed on nõrgemad ja kalduvad täielikult vees lahkuma, kuni puruneb eelnevalt tõstatatud tasakaal..

Seda seetõttu, et teistel halogeenidel või kalkogeenidel (näiteks väävel) on suuremad aatomkiired ja seega ka mahukamad orbitaalid. Selle tulemusena on H-X sidemel nõrgem orbitaalkatte kattumine, kuna X on suurem, mis omakorda mõjutab happe tugevust kokkupuutel veega..

Sel viisil on halogeenide vesinike happesuse vähenemise järjekord järgmine: HF< HCl

Nomenklatuur

Veevaba vorm

Kuidas nimetatakse hüdroksiidid? Veevabades vormides, HX (g), tuleks need mainida dikteerituna vesinikhalogeniididele: lisades sufiksi -uro nende nimede lõppu.

Näiteks HI (g) koosneb vesinikust ja joodist moodustatud halogeniidist (või hüdriidist), seega on selle nimi: yoduro vesinikku. Kuna mittemetallid on üldiselt vesiniku suhtes elektronegatiivsemad, on selle oksüdatsiooniarv +1. NaH-s on aga vesiniku oksüdatsiooniarv -1.

See on veel üks kaudne viis molekulaarse hüdriidi diferentseerimiseks teistest ühenditest pärit halogeenidest või vesinikhalogeniididest.

Kui HX (g) puutub kokku veega, on see esindatud kui HX (ac) ja seejärel hüdrasiid.

Vesilahuses

Hüdrasiidi, HX (ac) nimetamiseks tuleb selle veevabade vormide järelliide -uro asendada sufiksiga -hydric. Ja seda tuleb kõigepealt nimetada happeks. Seega, eelmise näite puhul nimetatakse HI (ac) nimeks: acid yodvesi.

Kuidas nad moodustuvad?

Vesinikhalogeniidide otsene lahustumine

Hüdrasiide võib moodustada nende vastavate vesinikhalogeniidide lihtsalt lahustamisega vees. Seda võib esitada järgmise keemilise võrrandiga:

HX (g) => HX (ac)

HX (g) on ​​vees väga hästi lahustuv, mistõttu ei ole lahustuvuse tasakaalu erinev, erinevalt selle happeliste prootonite vabanemisest..

Siiski on eelistatud sünteetiline meetod, sest see kasutab toorainena soolasid või mineraale, lahustades need madalatel temperatuuridel tugevate hapetega..

Mittemetallide soolade lahustamine hapetega

Kui lauasool NaCl lahustatakse kontsentreeritud väävelhappega, toimub järgmine reaktsioon:

NaCI (s) + H₂SO₄(ac) => HCI (ac) + NaHSO₄(ac)

Väävelhape annetab ühe oma happelise prootoni Cl kloriidi anioonile^-, see muutub soolhappeks. Sellest segust võib välja jääda vesinikkloriid, HCl (g), sest see on väga lenduv, eriti kui selle kontsentratsioon vees on väga kõrge. Teine toodetud sool on naatriumhappe sulfaat, NaHSO₄.

Teine võimalus selle valmistamiseks on väävelhappe asendamine kontsentreeritud fosforhappega:

NaCI (s) + H₃PO₄(ac) => HCI (ac) + NaH₂PO₄(ac)

H₃PO₄ see reageerib samamoodi nagu H₂SO₄, vesinikkloriidhappe ja naatriumdivesinikfosfaadi tootmisel. NaCl on Cl aniooni allikas^-, nii et teiste hüdrasiidide sünteesiks on vaja F-i sisaldavaid sooli või mineraale^-, Br^-, I^-, S^2-, jne.

Aga H kasutamine₂SO₄ või H₃PO₄ see sõltub oksüdatiivsest tugevusest. H₂SO₄ See on väga tugev oksüdeeriv aine, nii et see oksüdeerib isegi Br^- ja I^- selle molekulaarsetele vormidele Br₂ ja I₂; esimene on punakas vedelik ja teine ​​lilla tahke aine. Seega, H₃PO₄ on sellise sünteesi eelistatud alternatiiv.

Kasutamine

Puhastusvahendid ja lahustid

Vesinikkloriid kasutatakse sisuliselt erinevat tüüpi ainete lahustamiseks. Seda seetõttu, et nad on tugevad happed ja mõõdukalt saavad nad puhastada mis tahes pinda.

Nende happelised prootonid lisatakse lisandite või mustuse ühenditele, muutes need vesikeskkonnas lahustuvaks ja seejärel veest ära..

Sõltuvalt nimetatud pinna keemilisest iseloomust võib kasutada hüdrasiidi või muud. Näiteks ei saa klaasi puhastamiseks kasutada fluorosüsivesinikku, sest see lahustab selle koheselt. Vesinikkloriidhapet kasutatakse basseiniplaatide plekkide eemaldamiseks.

Samuti on nad võimelised lahutama kive või tahkeid proove ning seejärel kasutama neid analüüsi- või tootmisotstarbel väikestes või suurtes kaaludes. Ioonivahetuskromatograafias kasutatakse ülejäänud ioonide kolonni puhastamiseks lahjendatud vesinikkloriidhapet.

Happekatalüsaatorid

Mõned reaktsioonid nõuavad nende kiirendamiseks ja toimuva aja vähendamiseks väga happelisi lahendusi. Seal sisenevad vesinikhapped.

Selle näiteks on vesinikjoodhappe kasutamine jää-äädikhappe sünteesil. Naftatööstus vajab rafineerimisprotsessides ka vesinikkloriidi.

Reaktiivid orgaaniliste ja anorgaaniliste ühendite sünteesimiseks

Vesinikhapped ei paku mitte ainult happelisi prootoneid, vaid ka nende vastavaid anioone. Need anioonid võivad reageerida orgaanilise või anorgaanilise ühendiga, moodustades spetsiifilise halogeniidi. Sel viisil saab sünteesida: rohkem fluoriide, kloriide, jodiide, bromiide, selenide, sulfide ja muid ühendeid.

Neil halogeniididel võib olla väga erinevaid rakendusi. Näiteks võib neid kasutada polümeeride, näiteks tefloni sünteesimiseks; või vahendajad, millest teatud ravimite molekulaarstruktuuridesse lisatakse halogeeni aatomid.

Oletame CH-molekuli₃CH₂OH, etanool, reageerib HCl-ga etüülkloriidi saamiseks:

CH₃CH₂OH + HCl => CH₃CH₂Cl + H₂O

Kõik need reaktsioonid peidavad mehhanismi ja mitmeid aspekte, mida peetakse orgaanilises sünteesis.

Näited

Hüdrasiidide kohta ei ole palju näiteid, kuna võimalike ühendite arv on loomulikult piiratud. Sel põhjusel on mõned täiendavad vesinikkloriidid koos nende vastava nomenklatuuriga loetletud (lühendit (ac) ignoreeritakse):

HF, vesinikfluoriidhape

Hüdrauliline binaar, mille H-F molekulid moodustavad tugevaid vesiniksidemeid sellises ulatuses, et vees on nõrk hape.

H₂S, vesiniksulfiid

Erinevalt seni kaalutud hüdroksiididest on see polüatomaatiline, see tähendab, et sellel on rohkem kui kaks aatomit, kuid see on jätkuvalt binaarne, sest see on kaks elementi: väävel ja vesinik.

Selle H-S-H nurkmolekulid ei moodusta märgatavaid vesinik sillad ja neid saab avastada nende iseloomuliku mädanenud muna lõhnaga.

HCl, vesinikkloriidhape

Üks populaarsema kultuuri tuntumaid happeid. Kaasa arvatud, see on maos sisalduva maomahla koostise osa ja lagundab koos seedetrakti ensüümidega toitu.

HBr, vesinikbromiidhape

Nagu vesinikjodiidhape, koosneb gaasifaas H-Br molekulidest, mis dissotsieeruvad H-ioonides⁺ (H₃O⁺) ja Br^- kui nad vette sisenevad.

H₂Te, telluurhape

Kuigi telluuril on teatud metalliline iseloom, annab selle hüdrasiid ebameeldivad ja väga mürgised aurud, nagu selenhüdrhape..

Nagu ka teised kalkogeniidide hüdrasiidid (perioodilise tabeli grupist 16), tekib lahuses anioon Te^2-, nii on selle valentsus -2.

Viited

1. Clark J. (22. aprill 2017). Vesinikhalogeniidide happesus. Välja otsitud andmebaasist: chem.libretexts.org
2. Lumen: Keemia tutvustus. Binaarhapped. Välja võetud: courses.lumenlearning.com
3. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (22. juuni 2018). Binaarhappe määratlus. Välja otsitud andmebaasist: thinkco.com
4. Hr D. Scott. Keemilise valemiga kirjutamine ja nomenklatuur. [PDF] Välja otsitud andmebaasist: celinaschools.org
5. Madhusha (9. veebruar 2018). Eristage binaarhappeid ja oksühappeid. Välja otsitud andmebaasist: pediaa.com
6. Wikipedia. (2018). Soolhape Välja otsitud andmebaasist: en.wikipedia.org
7. Natalie Andrews (24. aprill 2017). Hüdroodhappe kasutamine. Välja otsitud andmebaasist: sciencing.com
8. StudiousGuy (2018). Vesinikfluoriidhape: olulised kasutusalad ja rakendused. Välja otsitud andmebaasist: studiousguy.com