Moc kwasów

w Chemia w liceum | 22 komentarze

O tym jak mocny jest kwas decyduje jego zdolność do dysocjacji, czyli do oddawania protonów (jonów wodoru: H+). Im mocniejszy kwas, tym więcej jonów wodoru znajdzie się w roztworze wodnym tego kwasu.

Moc kwasów tlenowych i beztlenowych zmienia się w inny sposób. Powód? Budowa cząsteczki.

Kwasy beztlenowe

Kwasy beztlenowe zbudowane są z atomu niemetalu i atomu wodoru. Są one połączone bezpośrednio. Wywołuje to pewien ważny efekt: jeśli atom niemetalu jest silnie elektroujemny, to mocniej przyciąga on do siebie atom wodoru. Najbardziej elektroujemny wśród fluorowców tworzących kwasy jest fluor, a najmniej – jod.

Dodatkowo im większy jest atom niemetalu, tym bardziej oddalone są od siebie ładunki: dodatni (na wodorze) i ujemny (na niemetalu). Dzięki temu duże atomy słabiej na siebie oddziaływują.

Przykład: tak mniej więcej wygląda cząsteczka fluorowodoru:

Fluorowodór(wodór to ten czerwony) Jak widać, oba atomy są podobnej wielkości i są blisko siebie. Fluor jest bardzo silnie elektroujemny – mocno trzyma wodór.

 

 

Czyli: im większa elektroujemność niemetalu i im mniejszy promień atomutym słabszy będzie kwas – ponieważ trudno mu oddać proton. Można powiedzieć, że mocna się trzymają i wcale nie zamierzają tak łatwo puścić ;)

Tak wygląda za to cząsteczka jodowodoru:

Wyobraź sobie, że na atomie wodoru gromadzi się ładunek dodatni a na atomie jodu – ujemny. Znajdują się one po zupełnie przeciwnych stronach. Okazuje się, że odległość pomiędzy + i – w tej cząsteczce będzie większa niż w cząsteczce HF.

Dlatego w cząsteczce HI oddziaływania pomiędzy atomami są słabsze – łatwiej zerwać to wiązanie. Ten kwas jest mocniejszy, ponieważ łatwiej mu oddać proton.

 

 

 

Czyli moc kwasów bezltenowych możemy uszeregować:

(najsłabszy) HF < HCl < HBr < HI (najmocniejszy)

 

Kwasy tlenowe

Moc kwasów należących do tej samej grupy o tym samym stopniu utlenienia.

Im bardziej elektroujemny atom centralny kwasu, tym silniejszy kwas:

HClO3 > HBrO3 > HJO3

Fluor nie tworzy kwasów tlenowych.

Dlaczego tak zmienia się moc kwasów? Znów kłania się budowa cząsteczki.

tak wygląda kwas chlorowy (V): HClO3

kwas chlorowy (V)

 

Tutaj wodór jest połączony z tlenem, a dopiero tlen z atomem centralnym (chlorem). Jeśli atom centralny jest silnie elektroujemny – mocno odciąga elektrony z tlenu, a tlen z wodoru. Nie ma tutaj tak silnego przyciągania – atom wodoru może łatwo oddysocjować.

Jeśli zamiast chloru wstawilibyśmy jod – duży atom o słabej elektroujemności – to co by się zmieniło?. Jod – wielki, słaby i leniwy, nie miałby siły zabrać elektronów atomowi wodoru, aby ten mógł utworzyć jon H+ . Dlatego kwas chlorowy (V) jest mocniejszy od bromowego (V), a bromowy (V) jest mocniejszy od jodowego (V).

 

Kwasy tlenowe tego samego pierwiastka.

Za przykład weźmiemy kwasy chlorowe:

(najsłabszy) HClO < HClO2 < HClO3 < HClO4 (najmocniejszy)

W takich wypadkach mocniejszy jest zawsze ten kwas, który „jest na wyższym stopniu utlenienia”.

 

Porównywanie dowolnych kwasów

Podane wcześniej kryteria nie pozwalają porównać np kwasu fosforowego (V) z kwasem siarkowym (VI). Do tego służą nam wartości stałej dysocjacji, które możesz znaleźć w tablicach chemicznych.

np: K HClO = 5 · 10-8

K kwas octowy = 1,8 · 10-5

Który z tych kwasów jest mocniejszy? Im większa stała dysocjacji, tym mocniejszy jest to kwas. W tym wypadku mocniejszym kwasem jest kwas octowy.


Podoba Ci się ten wpis? Podziel się z innymi na Facebooku i na Google+: