Homeloອາຊິດທີ່ເຂັ້ມແຂງ, superacids ແລະອາຊິດທີ່ເຂັ້ມແຂງທີ່ສຸດໃນໂລກ

ອາຊິດທີ່ເຂັ້ມແຂງ, superacids ແລະອາຊິດທີ່ເຂັ້ມແຂງທີ່ສຸດໃນໂລກ

ອາຊິດແມ່ນສານທີ່ພົບເລື້ອຍກວ່າທີ່ຫຼາຍຄົນຮັບຮູ້. ພວກມັນມີຢູ່ໃນທຸກສະຖານທີ່ຈາກອາຫານທີ່ພວກເຮົາກິນ, ຂອງແຫຼວທີ່ພວກເຮົາດື່ມ, ຫມໍ້ໄຟທີ່ໃຫ້ພະລັງງານອຸປະກອນຂອງພວກເຮົາ, ແລະອື່ນໆອີກ. ນອກເຫນືອຈາກການເປັນຢູ່ທົ່ວທຸກແຫ່ງ, ອາຊິດຍັງແຕກຕ່າງກັນຫຼາຍເມື່ອເວົ້າເຖິງຄຸນສົມບັດຂອງພວກມັນ, ສິ່ງທີ່ສໍາຄັນທີ່ສຸດແມ່ນ, ໂດຍບັງເອີນແລະຊັດເຈນ, ຄວາມເປັນກົດຂອງພວກມັນ. ໃນພາກຕໍ່ໄປນີ້ພວກເຮົາຈະທົບທວນແນວຄວາມຄິດຂອງອາຊິດຈາກຈຸດທີ່ແຕກຕ່າງກັນຂອງທັດສະນະ, ພວກເຮົາຈະກໍານົດວ່າອາຊິດທີ່ເຂັ້ມແຂງແມ່ນຫຍັງແລະພວກເຮົາຍັງຈະເຫັນຕົວຢ່າງຂອງອາຊິດທີ່ເຂັ້ມແຂງທີ່ສຸດທີ່ຮູ້ຈັກກັບວິທະຍາສາດ.

ອາຊິດແມ່ນຫຍັງ?

ມີແນວຄວາມຄິດທີ່ແຕກຕ່າງກັນຫຼາຍຂອງອາຊິດແລະຖານ. ອີງ​ຕາມ​ການ​ທັງ Arrhenius ແລະ Bromsted ແລະ Lowry​, ອາ​ຊິດ​ແມ່ນ​ສານ​ເຄ​ມີ​ໃດ​ຫນຶ່ງ​ທີ່​ມີ​ຄວາມ​ສາ​ມາດ​ທີ່​ຈະ​ປ່ອຍ protons (H + ions ​) ໃນ​ການ​ແກ້​ໄຂ​. ເຖິງແມ່ນວ່າແນວຄວາມຄິດນີ້ແມ່ນເຫມາະສົມສໍາລັບສ່ວນໃຫຍ່ຂອງທາດປະສົມທີ່ພວກເຮົາຖືວ່າເປັນອາຊິດ, ມັນບໍ່ພຽງພໍສໍາລັບສານອື່ນໆທີ່ມີລັກສະນະຄ້າຍຄືອາຊິດແລະຜະລິດການແກ້ໄຂທີ່ມີ pH ທີ່ເປັນກົດ, ແຕ່ວ່າ, ເຖິງແມ່ນວ່ານີ້, ບໍ່ມີ cations hydrogen. ໂຄງສ້າງຂອງມັນ.

ໃນທັດສະນະຂ້າງເທິງ, ແນວຄວາມຄິດທີ່ກວ້າງຂວາງແລະເປັນທີ່ຍອມຮັບທີ່ສຸດຂອງອາຊິດແມ່ນອາຊິດ Lewis, ອີງຕາມການທີ່ ອາຊິດແມ່ນສານເຄມີໃດໆທີ່ຂາດອິເລັກຕອນ (ໂດຍທົ່ວໄປມີ octet ທີ່ບໍ່ສົມບູນ) ສາມາດໄດ້ຮັບຄູ່ຂອງອິເລັກຕອນຕໍ່ສ່ວນຂອງ. ພື້ນຖານ , ດັ່ງນັ້ນຈຶ່ງປະກອບເປັນພັນທະບັດ dative ຫຼືປະສານງານ covalent. ແນວຄວາມຄິດນີ້ແມ່ນທົ່ວໄປຫຼາຍກ່ວາຄົນອື່ນ, ເນື່ອງຈາກວ່າມັນອະນຸຍາດໃຫ້ພວກເຮົາຂະຫຍາຍແນວຄວາມຄິດຂອງອາຊິດແລະຖານທີ່ເກີນກວ່າການແກ້ໄຂນ້ໍາທີ່ພວກເຮົາເຄີຍໃຊ້.

ການວັດແທກຄວາມເປັນກົດແນວໃດ?

ຖ້າພວກເຮົາຕ້ອງການເວົ້າກ່ຽວກັບອາຊິດທີ່ເຂັ້ມແຂງແລະອ່ອນແອ, ພວກເຮົາຕ້ອງມີວິທີການວັດແທກຄວາມເຂັ້ມຂົ້ນຂອງອາຊິດ, ນັ້ນແມ່ນ, ພວກເຮົາຕ້ອງສາມາດວັດແທກຄວາມເປັນກົດຂອງພວກມັນເພື່ອປຽບທຽບ. ໃນການແກ້ໄຂ aqueous, ຄວາມເປັນກົດແມ່ນຖືກວັດແທກໃນແງ່ຂອງຄວາມສາມາດໃນການສ້າງ hydronium ions ໃນການແກ້ໄຂ, ບໍ່ວ່າຈະໂດຍການບໍລິຈາກໂດຍກົງຂອງ protons ກັບໂມເລກຸນນ້ໍາ:

ອາຊິດທີ່ເຂັ້ມແຂງ, superacids ແລະອາຊິດທີ່ເຂັ້ມແຂງທີ່ສຸດໃນໂລກ

ຫຼືໂດຍການປະສານງານຂອງໂມເລກຸນນ້ໍາທີ່ຜະລິດການສູນເສຍຂອງ proton ກັບໂມເລກຸນນ້ໍາທີສອງ:

ອາຊິດທີ່ເຂັ້ມແຂງ, superacids ແລະອາຊິດທີ່ເຂັ້ມແຂງທີ່ສຸດໃນໂລກ

ໃນທັງສອງກໍລະນີ, ເຫຼົ່ານີ້ແມ່ນປະຕິກິລິຍາປີ້ນກັບກັນທີ່ກ່ຽວຂ້ອງກັບຄວາມສົມດຸນຂອງ ionic ເອີ້ນວ່າຄົງທີ່ dissociation ອາຊິດຫຼືຄົງທີ່ຂອງອາຊິດ ( K a ). ຄ່າຂອງຄ່າຄົງທີ່ນີ້, ຫຼື logarithm ລົບຂອງມັນ, ເອີ້ນວ່າ pK a , ມັກຈະຖືກນໍາໃຊ້ເປັນການວັດແທກຄວາມເຂັ້ມຂຸ້ນຂອງອາຊິດ. ໃນຄວາມຫມາຍນີ້, ຄຸນຄ່າຂອງຄວາມຄົງທີ່ຂອງອາຊິດສູງກວ່າ (ຫຼືຄ່າຂອງ pK a ຂອງມັນຕ່ໍາ ), ອາຊິດຈະເຂັ້ມແຂງ, ແລະໃນທາງກັບກັນ.

ອີກວິທີໜຶ່ງຂອງການວັດແທກລະດັບນໍ້າສົ້ມທີ່ຄ້າຍກັນ, ເຖິງວ່າຈະໂດຍກົງໜ້ອຍໜຶ່ງກໍ່ຕາມ, ແມ່ນການວັດແທກ pH ຂອງວິທີແກ້ໄຂຂອງອາຊິດທີ່ແຕກຕ່າງກັນ, ແຕ່ມີຄວາມເຂັ້ມຂຸ້ນຂອງ molar ຄືກັນ. pH ຕ່ໍາ, ສານທີ່ເປັນກົດຫຼາຍ.

ຄວາມເປັນກົດຂອງ superacids

ເຖິງແມ່ນວ່າວິທີການຂ້າງເທິງຂອງການວັດແທກຄວາມເປັນກົດແມ່ນເຫມາະສົມສໍາລັບອາຊິດໃນການແກ້ໄຂນ້ໍາ, ພວກມັນບໍ່ເປັນປະໂຫຍດສໍາລັບກໍລະນີທີ່ອາຊິດຖືກລະລາຍຢູ່ໃນສານລະລາຍອື່ນໆ (ໂດຍສະເພາະ aprotic ຫຼືສານລະລາຍທີ່ບໍ່ແມ່ນ hydrogen) ຫຼືຫຼາຍຍົກເວັ້ນໃນກໍລະນີຂອງອາຊິດບໍລິສຸດ. ນອກຈາກນັ້ນ, ນ້ໍາແລະສານລະລາຍອື່ນໆມີສິ່ງທີ່ເອີ້ນວ່າຜົນກະທົບລະດັບອາຊິດ, ເຊິ່ງເຮັດໃຫ້ອາຊິດທັງຫມົດ, ຫຼັງຈາກລະດັບຄວາມສົ້ມທີ່ແນ່ນອນ, ປະຕິບັດຕົວໃນລັກສະນະດຽວກັນໃນການແກ້ໄຂ.

ເພື່ອເອົາຊະນະຄວາມຫຍຸ້ງຍາກນີ້, ທຸກໆອາຊິດທີ່ເຂັ້ມແຂງໃນການແກ້ໄຂນ້ໍາມີຄວາມເປັນກົດຄືກັນ, ວິທີການວັດແທກຄວາມເຂັ້ມຂົ້ນອື່ນໆໄດ້ຖືກວາງແຜນ. ໂດຍລວມແລ້ວ, ເຫຼົ່ານີ້ເອີ້ນວ່າການທໍາງານຂອງກົດ, ທົ່ວໄປທີ່ສຸດແມ່ນຫນ້າທີ່ Hammett ຫຼື H 0 acidity . ຟັງຊັນນີ້ແມ່ນຄ້າຍຄືກັນໃນແນວຄວາມຄິດຂອງ pH, ແລະສະແດງເຖິງຄວາມສາມາດຂອງອາຊິດ Bromsted ເພື່ອ protonate ພື້ນຖານທົ່ວໄປທີ່ອ່ອນແອຫຼາຍ, ເຊັ່ນ: 2,4,6-trinitroaniline, ແລະຖືກມອບໃຫ້ໂດຍ:

ການທໍາງານຂອງກົດ Hammett

ໃນ​ກໍ​ລະ​ນີ​ນີ້, pK HB+ ແມ່ນ logarithm ລົບຂອງຄວາມຄົງທີ່ຂອງອາຊິດ conjugate ຂອງຖານອ່ອນແອໃນເວລາທີ່ລະລາຍໃນອາຊິດບໍລິສຸດ, [B] ແມ່ນຄວາມເຂັ້ມຂຸ້ນຂອງ molar ຂອງຖານ unprotonated, ແລະ [HB + ] ແມ່ນຄວາມເຂັ້ມຂົ້ນຂອງ. ອາຊິດ conjugate ຂອງມັນ. H 0 ຕ່ໍາ , ຄວາມສົ້ມສູງ. ສໍາລັບການອ້າງອິງ, ອາຊິດຊູນຟູຣິກມີມູນຄ່າການເຮັດວຽກຂອງ Hammett ຂອງ -12.

ອາຊິດທີ່ເຂັ້ມແຂງແລະອາຊິດອ່ອນແອ

ອາຊິດທີ່ເຂັ້ມແຂງແມ່ນຖືວ່າເປັນທັງຫມົດທີ່ dissociate ຢ່າງສົມບູນໃນການແກ້ໄຂນ້ໍາ. ໃນຄໍາສັບຕ່າງໆອື່ນໆ, ພວກເຂົາເຈົ້າແມ່ນຜູ້ທີ່ dissociation ໃນນ້ໍາເປັນຂະບວນການ irreversible. ໃນອີກດ້ານຫນຶ່ງ, ອາຊິດອ່ອນແອແມ່ນຜູ້ທີ່ບໍ່ dissociation ຢ່າງສົມບູນໃນນ້ໍາເນື່ອງຈາກວ່າ dissociation ຂອງເຂົາເຈົ້າແມ່ນປີ້ນກັບກັນແລະພວກເຂົາເຈົ້າມີຄວາມຄົງທີ່ຂອງກົດຂ້ອນຂ້າງຕ່ໍາທີ່ກ່ຽວຂ້ອງກັບພວກມັນ.

Superacids

ນອກເຫນືອໄປຈາກອາຊິດທີ່ເຂັ້ມແຂງ, ຍັງມີ superacids. ເຫຼົ່ານີ້ແມ່ນອາຊິດທັງຫມົດທີ່ແຂງແຮງກວ່າອາຊິດຊູນຟູຣິກບໍລິສຸດ. ອາຊິດເຫຼົ່ານີ້ແມ່ນມີຄວາມເຂັ້ມແຂງຫຼາຍວ່າພວກເຂົາເຈົ້າມີຄວາມສາມາດ protonating ແມ່ນແຕ່ສານທີ່ພວກເຮົາປົກກະຕິແລ້ວຄິດວ່າເປັນກາງ, ແລະພວກເຂົາເຈົ້າສາມາດ protonate ອາຊິດທີ່ເຂັ້ມແຂງອື່ນໆ.

ບັນຊີລາຍຊື່ຂອງອາຊິດທີ່ເຂັ້ມແຂງທົ່ວໄປ

ອາຊິດທີ່ເຂັ້ມແຂງທີ່ສຸດແມ່ນ:

  • ອາຊິດຊູນຟູຣິກ (H 2 SO 4 , ພຽງແຕ່ການແຍກຕົວທໍາອິດ)
  • ອາຊິດໄນທຣິກ (HNO 3 )
  • ອາຊິດ Perchloric (HClO 4 )
  • ອາຊິດ Hydrochloric (HCl)
  • ອາຊິດ Hydroiodic (HI)
  • ອາຊິດໄຮໂດຣໂບມິກ (HBr)
  • ອາຊິດ Trifluoroacetic (CF 3 COOH)

ມີຕົວຢ່າງເພີ່ມເຕີມຈໍານວນຫນ້ອຍຂອງອາຊິດທີ່ເຂັ້ມແຂງ, ແຕ່ອາຊິດສ່ວນຫຼາຍແມ່ນອ່ອນແອ.

ອາຊິດ Fluoroantimonic: ເປັນອາຊິດທີ່ເຂັ້ມແຂງທີ່ສຸດໃນໂລກ

ອາຊິດທີ່ເຂັ້ມແຂງທີ່ສຸດທີ່ຮູ້ຈັກແມ່ນ superacid ເອີ້ນວ່າອາຊິດ fluoroantimonic ທີ່ມີສູດ HSbF 6 . ມັນໄດ້ຖືກກະກຽມໂດຍການປະຕິກິລິຍາ antimony pentafluoride (SbF 5 ) ກັບ hydrogen fluoride (HF).

ອາຊິດ fluoroantimonic, ອາຊິດທີ່ເຂັ້ມແຂງທີ່ສຸດໃນໂລກ.

ປະຕິກິລິຢານີ້ສ້າງ ion hexacoordinated [SbF 6 – ] ທີ່ມີຄວາມຫມັ້ນຄົງທີ່ສຸດເນື່ອງຈາກໂຄງສ້າງ resonance ຫຼາຍທີ່ແຈກຢາຍແລະສະຖຽນລະພາບຂອງຄ່າລົບໃນໄລຍະ 6 ປະລໍາມະນູ fluorine, ເຊິ່ງເປັນອົງປະກອບ electronegative ທີ່ສຸດໃນຕາຕະລາງໄລຍະເວລາ.

ໃນແງ່ຂອງຄວາມເປັນກົດ, ອາຊິດນີ້ມີມູນຄ່າການທໍາງານຂອງອາຊິດ Hammett ລະຫວ່າງ -21 ແລະ -24, ຊຶ່ງຫມາຍຄວາມວ່າອາຊິດນີ້ແມ່ນລະຫວ່າງ 10 9 ແລະ 10 12 ເທົ່າທີ່ເປັນກົດຫຼາຍກ່ວາອາຊິດຊູນຟູຣິກບໍລິສຸດ (ຈື່ຈໍາການທໍາງານຂອງອາຊິດ Hammett ແມ່ນຫນ້າທີ່ logarithmic, ດັ່ງນັ້ນ. ການ​ປ່ຽນ​ແປງ​ແຕ່​ລະ​ຫນ່ວຍ​ຫນຶ່ງ​ຫມາຍ​ເຖິງ​ການ​ປ່ຽນ​ແປງ​ຂອງ​ຫນຶ່ງ​ລໍາ​ດັບ​ຂະ​ຫນາດ​ໃຫຍ່​)​.

ບັນຊີລາຍຊື່ຂອງ superacids ອື່ນໆ

  • ອາຊິດ Triflic ຫຼືອາຊິດ trifluoromethanesulfonic (CF 3 SO 3 H)
  • ອາຊິດ fluorosulfonic (FSO 3 H)
  • ອາຊິດ Magic (SbF5)-FSO 3 H

ເອກະສານອ້າງອີງ

Brønsted-Lowry Superacids ແລະຫນ້າທີ່ເປັນກົດຂອງ Hammett. (2021, 4 ຕຸລາ). https://chem.libretexts.org/@go/page/154234

Chang, R. (2021). ເຄມີສາດ ( ສະບັບທີ 11 ). MCGRAW Hill ການສຶກສາ.

Farrell, I. (2021, 21 ຕຸລາ). ອາຊິດທີ່ເຂັ້ມແຂງທີ່ສຸດໃນໂລກແມ່ນຫຍັງ? ການສຶກສາ CSR. https://edu.rsc.org/everyday-chemistry/whats-the-strongest-acid-in-the-world/4014526.article

Ganninger, D. (2020, 26 ຕຸລາ). ອາຊິດທີ່ເຂັ້ມແຂງທີ່ສຸດໃນໂລກ – Stew ຄວາມຮູ້ . ຂະຫນາດກາງ. https://medium.com/knowledge-stew/the-strongest-acid-in-the-world-eb7700770b78#:%7E:text=Fluoroantimonic%20acid%20is%20the%20strongest,a%20host%20of%20other% 20 ສານ

SciShow. (2016, 19 ທັນວາ). ອາຊິດທີ່ເຂັ້ມແຂງທີ່ສຸດໃນໂລກ [ວິດີໂອ]. Youtube. https://www.youtube.com/watch?v=cbN37yRV-ZY