Kõige olulisemate hapete 7 iseloomustus



Mõned hapete omadused olulisemad on selle füüsikalised omadused, tugevus ja võime neutraliseerida muuhulgas aluseid.

Happed on keemilised ained, mis on võimelised hüdroniumiooni annetama (H3O+) või nagu seda tavaliselt nimetatakse prootoniks (H+) vesikeskkonnas või võimeline moodustama sidemeid hüdroksiidioonidega või mis tahes ainet, mis on võimeline vastu võtma elektronide paari. 

Sageli on nende üldvalemiks H-A, kus H on prooton ja "A" on üldmõiste, mis on seotud mitte-prootonhappe osaga.

Algselt olid meie happesuse kontseptsioonid pärit iidsetest kreeklastest, kes määratlesid mõru maitsega aineid oksüiin, mis muteerus ladina keeles äädika, atsetooni puhul, mis hiljem muutus happeks. 

Neil ainetel oli mitte ainult mõru maitse, vaid ka omadus muuta lakmuspaberi värvi.

Hapete teoreetiline struktureerimine algas siis, kui prantsuse keemik Antoine Laurent Lavoisier (1743-1796) pööras tähelepanu hapete ja aluste klassifitseerimisele. Tema idee oli, et kõik happed sisaldasid enam-vähem erilist "olemust", mis vastutas nende happesuse eest ja ei olnud lihtsalt erinevad.

Kahjuks arvas Lavoisier ekslikult, et aine on okeiingeen see oli, nagu ta seda nimetas, hapnikuaatomiks. 19. sajandi alguses näitas inglise keemia Humphry Davy (1778-1829), et hapnik ei ole happe eest vastutav, sest happeid ei olnud palju (LESNEY, 2003).

See oli aastakümneid hiljem, et vesiniku esinemisega seotud happesuse idee tegi ettepaneku Justus von Liebig (1803-1873). Selgus viidi põllule, kui 1890. aastatel määratles Svante August Arrhenius (1859-1927) happeid kui aineid, mis annavad lahusele vesiniku katioone (Encyclopædia Britannica, 1998).

Hapete põhiomadused

1 - Füüsikalised omadused

Happel on maitse, mis on väärt koondamist, happe ja nende lõhnaga põletatakse sageli ninasõõrmed.

Need on kleepuva või õlise tekstuuriga vedelikud, mis on võimelised muutma lakmuspaberi ja oranži värvust metüülist punaseks (hapete ja aluste omadused, S.F.)..

2 - Võime luua prootoneid

Aastal 1923 tutvustas Taani keemik Johannes Nicolaus Brønsted ja inglise keemia Thomas Martin Lowry Brønstedi ja Lowry teooriat, kinnitades, et mis tahes ühend, mis võib prootoni üle kanda mis tahes muusse ühendisse, on hape (Encyclopædia Britannica, 1998). Näiteks vesinikkloriidhappe puhul:

HCl → H+ + Cl-

Brønstedi ja Lowry teooria ei selgitanud teatud ainete happelist käitumist. 1923. aastal tutvustab Ameerika keemik Gilbert N. Lewis oma teooriat, milles hapet peetakse mis tahes ühendiks, mis keemilises reaktsioonis on võimeline ühendama elektronide paari, mida ei jagata teises molekulis (Encyclopædia Britannica, 1998).

Sel viisil on sellised ioonid nagu Cu2+, usk2+ ja usk3+ neil on võimalus ühendada vabade elektronide paari, näiteks veest, prootonite tootmiseks järgmiselt:

 Cu2+ + 2H2O → Cu (OH)2 + 2H+

3 - happe tugevus

Happed liigitatakse tugevateks hapeteks ja nõrkaks happeks. Happe tugevus on seotud selle tasakaalukonstantiga, seega hapete puhul nimetatakse nimetatud konstandid happesuse konstantideks Ka.

Seega on tugevatel hapetel suur happesuse konstant, nii et nad kalduvad täielikult lagunema. Nende hapete näideteks on väävelhape, vesinikkloriidhape ja lämmastikhape, mille happekonstandid on nii suured, et neid ei saa vees mõõta..

Teisest küljest on nõrk hape selline, mille dissotsiatsioonikonstant on madal, nii et see on keemilises tasakaalus. Nende hapete näideteks on äädikhape ja piimhape ning lämmastikhape, mille happekonstandid on suurusjärgus 10%.-4. Joonisel 1 on näidatud erinevate hapete happesuse konstandid.

4 - pH alla 7

PH skaala mõõdab lahuse leeliselisuse või happesuse taset. Skaala varieerub nullist kuni 14. pH on alla 7 on happeline. PH on suurem kui 7 on aluseline. Keskpunkt 7 on neutraalne pH. Neutraalne lahus ei ole happeline ega aluseline.

PH skaala saadakse vastavalt H kontsentratsioonile+ lahuses ja on sellega pöördvõrdeline. Happed suurendavad prootonite kontsentratsiooni, vähendavad lahuse pH-d.

5- Võime neutraliseerida aluseid

Arrhenius teeb oma teoorias ettepaneku, et happed, mis on võimelised prootoneid genereerima, reageeriksid aluste hüdroksüülrühmadega, et moodustada sool ja vesi järgmisel viisil:

HCl + NaOH → NaCl + H2O.

Seda reaktsiooni nimetatakse neutraliseerimiseks ja see on analüütilise tehnika alus, mida nimetatakse tiitrimiseks (Bruce Mahan, 1990)..

6 Reduktsioonoksiidi maht

Arvestades selle võimet toota laetud liike, kasutatakse happeid reduktsioonireaktsioonides elektronide ülekandmise vahendina.

Happel on ka kalduvus kahaneda, sest neil on võime vabad elektronid vastu võtta. Happed sisaldavad H-iioone+. Nad kalduvad võtma elektrone ja moodustavad vesiniku.

2H+ +2e- → H2

Metallidel ei ole nende elektronide üle range kontrolli. Nad loobuvad neist ilma palju võitluseta ja moodustavad metalliioone.

Usk → Usk2++2e-

Nii et kui paned raua naela happesse, siis H-ioonid + nad haaravad rauast elektronid. Raud muutub lahustuvateks Fe ioonideks2 +, ja tahke metall kadub järk-järgult. Reaktsioon on:

Fe + 2H+ → Usk2++ H2

Seda tuntakse happe korrosioonina. Happed mitte ainult ei korrodeeri metalle nende lahustamise teel, vaid reageerivad ka orgaaniliste ühenditega, nagu need, mis moodustavad rakumembraani.

See reaktsioon on tavaliselt eksotermiline, mis põhjustab nahaga kokkupuutel tõsiseid põletusi, seega tuleb seda tüüpi ainet käsitseda ettevaatlikult. Joonis 3 on ohutuskood, kui aine on söövitav.

7- Happekatalüüs

Keemilise reaktsiooni kiirendamine happe lisamisega on tuntud kui happekatalüüs. Nimetatud hapet ei kasutata reaktsioonis.

Katalüütiline reaktsioon võib olla happe suhtes spetsiifiline, näiteks sahharoosi suhkru lagunemisel glükoosiks ja fruktoosiks väävelhappeks või see võib olla üldine mistahes happe suhtes..

Happe ja aluse poolt katalüüsitud reaktsioonide mehhanismi selgitatakse Brønsted-Lowry hapete ja aluste kontseptsioonina, milles esineb prootonite esialgne ülekandmine happekatalüsaatorist reagendini (Encyclopædia Britannica, 1998).

Üldiselt katalüüsitakse reaktsioonid, milles osaleb elektrofiil, happelises keskkonnas, kas elektrofiilsete lisandite või asendustega..

Happekatalüüsi näited on benseeni nitreerimine väävelhappe juuresolekul (joonis 4a), eteeni hüdratatsioon etanooli saamiseks (joonis fig 4b), esterdamisreaktsioonid (joonis fig 4c) ja estrite hüdrolüüs (joonis 4d) (Clark, 2013). ).

Viited

  1. Bruce Mahan, R. M. (1990). Keemia kolledži kursus neljas trükk. Wilmington: Addison-Wesley Iberoamericana S.A..
  2. Clark, J. (2013, 20. detsember). Happekatalüüsi näited orgaanilises keemias. Välja otsitud kem.libretexts.org.
  3. Encyclopædia Britannica. (1998, 20. juuli). Hape-alus katalüüs. Taastati britannica.com.
  4. Encyclopædia Britannica. (1998, 21. detsember). Arrheniuse teooria. Taastati britannica.com.
  5. Encyclopædia Britannica. (1998, 20. juuli). Brønsted-Lowry teooria. Taastati britannica.com.
  6. Encyclopædia Britannica. (1998, 20. juuli). Lewise teooria. Taastati britannica.com.
  7. LESNEY, M. S. (2003, märts). Keemia kroonika Happe põhiajalugu - Aristotelesest Arnoldisse. Välja otsitud aadressilt pubs.acs.org.
  8. Hapete ja aluste omadused. (S.F.). Välja otsitud sciencegeek.netist.