HomeafSterk sure, supersure en die sterkste suur in die wêreld

Sterk sure, supersure en die sterkste suur in die wêreld

Sure is baie meer algemene stowwe as wat baie mense besef. Hulle is teenwoordig op allerhande plekke van die kos wat ons eet, die vloeistowwe wat ons drink, die batterye wat ons toestelle aandryf, en meer. Benewens die feit dat dit alomteenwoordig is, is sure ook baie uiteenlopend wanneer dit kom by hul eienskappe, waarvan die belangrikste terloops en presies hul suurheid is. In die volgende afdelings sal ons die konsep van suur vanuit verskillende oogpunte hersien, ons sal definieer wat sterk sure is en ons sal ook voorbeelde sien van die sterkste sure wat aan die wetenskap bekend is.

Wat is ‘n suur?

Daar is verskeie verskillende konsepte van sure en basisse. Volgens beide Arrhenius en Bromsted en Lowry is ‘n suur enige chemiese stof wat die vermoë het om protone (H + ione ) in oplossing vry te stel. Alhoewel hierdie konsep gepas is vir die oorgrote meerderheid van die verbindings wat ons as sure beskou, is dit onvoldoende vir ander stowwe wat soos sure optree en oplossings met ‘n suur pH produseer, maar wat, ten spyte hiervan, nie eens waterstofkatione het nie. in hulle, sy struktuur.

In die lig van bogenoemde is die breedste en mees aanvaarde konsep van suur dié van Lewis-sure, waarvolgens ‘ n suur enige chemiese stof is wat ‘n gebrek aan elektrone (gewoonlik met ‘n onvolledige oktet) is wat in staat is om ‘n paar elektrone per deel van ‘n basis , en vorm dus ‘n datief of koördineer kovalente binding. Hierdie konsep is baie meer algemeen as die ander, aangesien dit ons toelaat om die konsep van sure en basisse uit te brei verder as die waterige oplossings waaraan ons gewoond is.

Hoe word suurheid gemeet?

As ons oor sterk en swak sure wil praat, moet ons ‘n manier hê om die relatiewe sterkte van sure te meet, dit wil sê ons moet hul suurheid kan meet om te vergelyk. In waterige oplossings word suurheid gemeet in terme van die vermoë om hidroniumione in oplossing te genereer, hetsy deur direkte skenking van protone aan watermolekules:

Sterk sure, supersure en die sterkste suur in die wêreld

of deur koördinering van watermolekules wat die verlies van ‘n proton tot ‘n tweede watermolekule produseer:

Sterk sure, supersure en die sterkste suur in die wêreld

In beide gevalle is dit omkeerbare reaksies wat geassosieer word met ‘n ioniese ewewigskonstante wat die suurdissosiasiekonstante of suurkonstante ( K a ) genoem word. Die waarde van hierdie konstante, of sy negatiewe logaritme, genoem pK a , word dikwels gebruik as ‘n maatstaf van die suurheid van ‘n suur. In hierdie sin, hoe hoër die waarde van die suurkonstante (of hoe laer die waarde van sy pK a ), hoe sterker sal ‘n suur wees, en omgekeerd.

Nog ‘n manier om die suurgraad wat soortgelyk is, hoewel ‘n bietjie meer direk, te meet, is deur eksperimenteel die pH van oplossings van verskillende sure te meet, maar met dieselfde molêre konsentrasie. Hoe laer die pH, hoe suurder is die stof.

Die suurheid van supersure

Alhoewel bogenoemde maniere om suurheid te meet geskik is vir sure in waterige oplossings, is dit nie bruikbaar vir gevalle waar sure in ander oplosmiddels (veral aprotiese of nie-waterstofoplosmiddels) of veel opgelos word nie, behalwe in die geval van suiwer sure. Daarbenewens het water en ander oplosmiddels wat ‘n suur-nivellerende effek genoem word, wat veroorsaak dat alle sure, na ‘n sekere vlak van suurheid, op dieselfde manier in oplossing optree.

Om hierdie moeilikheid te oorkom, dat alle sterk sure in waterige oplossing dieselfde suurheid het, is ander maniere bedink om suurheid te meet. Gesamentlik word dit suurfunksies genoem, waarvan die mees algemene die Hammett- of H 0 -suurfunksie is . Hierdie funksie is soortgelyk in konsep aan pH, en verteenwoordig die vermoë van ‘n Bromsted suur om ‘n baie swak generiese basis, soos 2,4,6-trinitroaniline, te protoneer, en word gegee deur:

Hammett suur funksie

In hierdie geval is pK HB+ die negatiewe logaritme van die suurkonstante van die gekonjugeerde suur van die swak basis wanneer dit in die suiwer suur opgelos word, [B] is die molêre konsentrasie van die ongeprotoneerde basis, en [HB + ] is die konsentrasie van sy gekonjugeerde suur. Hoe laer die H 0 , hoe hoër die suurheid. Ter verwysing, swaelsuur het ‘n Hammett-funksiewaarde van -12.

sterk sure en swak sure

Sterk sure word beskou as almal wat heeltemal dissosieer in waterige oplossing. Met ander woorde, dit is dié waarvoor dissosiasie in water ‘n onomkeerbare proses is. Aan die ander kant is swak sure dié wat nie heeltemal in water dissosieer nie omdat hul dissosiasie omkeerbaar is en hulle ‘n relatief lae suurkonstante het wat daarmee geassosieer word.

Die Supersure

Benewens sterk sure, is daar ook supersure. Dit is al daardie sure wat sterker is as suiwer swaelsuur. Hierdie sure is so sterk dat hulle in staat is om selfs stowwe te protoneer wat ons normaalweg as neutraal beskou, en hulle kan selfs ander sterk sure protoneer.

Lys van algemene sterk sure

Die mees algemene sterk sure is:

  • Swaelsuur (H 2 SO 4 , slegs die eerste dissosiasie)
  • Salpetersuur ( HNO3 )
  • Perchloorsuur (HClO 4 )
  • Soutsuur (HCl)
  • Hidrojodsuur (HI)
  • Hydrobromiensuur (HBr)
  • Trifluorasynsuur (CF 3 COOH)

Daar is ‘n paar bykomende voorbeelde van sterk sure, maar die meeste sure is swak.

Fluoroantimoniese suur: Die sterkste suur ter wêreld

Die sterkste bekende suur is ‘n supersuur genaamd fluorantimonsuur met die formule HSbF 6 . Dit word berei deur antimoonpentafluoried (SbF 5 ) met waterstoffluoried (HF) te laat reageer.

Fluoroantimonsuur, die sterkste suur in die wêreld.

Hierdie reaksie genereer die heksakoördineerde ioon [SbF 6 – ] wat uiters stabiel is as gevolg van veelvuldige resonansiestrukture wat die negatiewe lading versprei en stabiliseer oor 6 fluooratome, wat die mees elektronegatiewe element in die periodieke tabel is.

In terme van suurheid het hierdie suur ‘n Hammett-suurfunksiewaarde tussen -21 en -24, wat beteken dat hierdie suur tussen 10 9 en 10 12 keer suurder is as suiwer swaelsuur (onthou Hammett se suurfunksie is ‘n logaritmiese funksie, dus elke verandering van een eenheid impliseer ‘n verandering van een orde van grootte).

Lys van ander supersure

  • Trifliensuur of trifluormetaansulfonsuur (CF 3 SO 3 H)
  • Fluoorsulfonsuur (FSO 3H )
  • Magiese suur (SbF5)-FSO 3 H

Verwysings

Brønsted-Lowry-supersure en die Hammett-suurfunksie. (2021, 4 Oktober). https://chem.libretexts.org/@go/page/154234

Chang, R. (2021). Chemie ( 11de uitgawe). MCGRAW HEUWE ONDERWYS.

Farrell, I. (2021, 21 Oktober). Wat is die sterkste suur in die wêreld? KSV Onderwys. https://edu.rsc.org/everyday-chemistry/whats-the-strongest-acid-in-the-world/4014526.article

Ganninger, D. (2020, 26 Oktober). Die sterkste suur ter wêreld – Kennisbredie . Medium. https://medium.com/knowledge-stew/the-strongest-acid-in-the-world-eb7700770b78#:%7E:text=Fluoroantimonic%20acid%20is%20the%20strongest,a%20host%20of%20other% 20 stowwe

SciShow. (2016, 19 Desember). Die sterkste sure ter wêreld [Video]. Youtube. https://www.youtube.com/watch?v=cbN37yRV-ZY