HomemsAsid kuat, superasid dan asid terkuat di dunia

Asid kuat, superasid dan asid terkuat di dunia

Asid adalah bahan yang lebih biasa daripada yang disedari oleh ramai orang. Ia terdapat di semua jenis tempat daripada makanan yang kita makan, cecair yang kita minum, bateri yang menghidupkan peranti kita dan banyak lagi. Di samping terdapat di mana-mana, asid juga sangat pelbagai apabila ia berkaitan dengan sifatnya, yang paling penting adalah, secara kebetulan dan tepat, keasidannya. Dalam bahagian berikut kita akan mengkaji semula konsep asid dari sudut pandangan yang berbeza, kita akan mentakrifkan apa itu asid kuat dan kita juga akan melihat contoh asid terkuat yang diketahui oleh sains.

Apakah asid?

Terdapat beberapa konsep asid dan bes yang berbeza. Menurut kedua-dua Arrhenius dan Bromsted dan Lowry, asid ialah sebarang bahan kimia yang mempunyai keupayaan untuk membebaskan proton (ion H + ) dalam larutan. Walaupun konsep ini sesuai untuk sebahagian besar sebatian yang kami anggap sebagai asid, ia tidak mencukupi untuk bahan lain yang berkelakuan seperti asid dan yang menghasilkan larutan dengan pH berasid, tetapi, walaupun ini, tidak mempunyai kation hidrogen. di dalamnya.strukturnya.

Memandangkan perkara di atas, konsep asid yang paling luas dan paling diterima ialah asid Lewis, yang menurutnya asid ialah sebarang bahan kimia yang kekurangan elektron (biasanya dengan oktet tidak lengkap) yang mampu menerima sepasang elektron setiap bahagian asas , dengan itu membentuk ikatan kovalen datif atau koordinat. Konsep ini jauh lebih umum daripada yang lain, kerana ia membolehkan kita mengembangkan konsep asid dan bes melebihi larutan akueus yang biasa kita gunakan.

Bagaimanakah keasidan diukur?

Jika kita ingin bercakap tentang asid kuat dan lemah, kita mesti mempunyai cara untuk mengukur kekuatan relatif asid, iaitu, kita mesti boleh mengukur keasidannya untuk membandingkan. Dalam larutan akueus, keasidan diukur dari segi keupayaan untuk menjana ion hidronium dalam larutan, sama ada melalui pendermaan terus proton kepada molekul air:

Asid kuat, superasid dan asid terkuat di dunia

atau dengan penyelarasan molekul air yang menghasilkan kehilangan proton kepada molekul air kedua:

Asid kuat, superasid dan asid terkuat di dunia

Dalam kedua-dua kes, ini adalah tindak balas boleh balik yang dikaitkan dengan pemalar keseimbangan ionik yang dipanggil pemalar penceraian asid atau pemalar keasidan ( K a ). Nilai pemalar ini, atau logaritma negatifnya, dipanggil pK a , sering digunakan sebagai ukuran keasidan asid. Dalam pengertian ini, semakin tinggi nilai pemalar keasidan (atau semakin rendah nilai pK a ), semakin kuat asid, dan sebaliknya.

Satu lagi cara untuk mengukur tahap keasidan yang serupa, walaupun sedikit lebih langsung, adalah dengan mengukur secara eksperimen pH larutan asid yang berbeza, tetapi dengan kepekatan molar yang sama. Semakin rendah pH, ​​semakin berasid bahan tersebut.

Keasidan superasid

Walaupun cara mengukur keasidan di atas sesuai untuk asid dalam larutan akueus, ia tidak berguna untuk kes di mana asid terlarut dalam pelarut lain (terutamanya pelarut aprotik atau bukan hidrogen) atau banyak kecuali dalam kes asid tulen. Di samping itu, air dan pelarut lain mempunyai apa yang dipanggil kesan meratakan asid, yang menyebabkan semua asid, selepas tahap keasidan tertentu, berkelakuan dengan cara yang sama dalam larutan.

Untuk mengatasi kesukaran ini, bahawa semua asid kuat dalam larutan akueus mempunyai keasidan yang sama, cara lain untuk mengukur keasidan telah dirangka. Secara kolektif, ini dipanggil fungsi keasidan, yang paling biasa ialah fungsi keasidan Hammett atau H 0 . Fungsi ini adalah sama dalam konsep kepada pH, dan mewakili keupayaan asid Bromsted untuk memprotonasi bes generik yang sangat lemah, seperti 2,4,6-trinitroaniline, dan diberikan oleh:

Fungsi keasidan Hammett

Dalam kes ini, pK HB+ ialah logaritma negatif pemalar keasidan asid konjugat bagi bes lemah apabila dilarutkan dalam asid tulen, [B] ialah kepekatan molar bagi bes tidak terprotonasi, dan [HB + ] ialah kepekatan bagi asid konjugatnya. Semakin rendah H 0 , semakin tinggi keasidannya. Sebagai rujukan, asid sulfurik mempunyai nilai fungsi Hammett -12.

asid kuat dan asid lemah

Asid kuat dianggap sebagai semua yang tercerai sepenuhnya dalam larutan akueus. Dalam erti kata lain, mereka adalah yang mana pemisahan dalam air adalah proses yang tidak dapat dipulihkan. Sebaliknya, asid lemah ialah asid yang tidak tercerai sepenuhnya dalam air kerana pemisahannya boleh diterbalikkan dan ia mempunyai pemalar keasidan yang agak rendah yang dikaitkan dengannya.

Superacid

Selain asid kuat, terdapat juga superasid. Ini adalah semua asid yang lebih kuat daripada asid sulfurik tulen. Asid-asid ini sangat kuat sehingga mampu meprotonasi bahan-bahan yang biasa kita anggap sebagai neutral, malah ia boleh meprotonasi asid kuat yang lain.

Senarai asid kuat biasa

Asid kuat yang paling biasa ialah:

  • Asid sulfurik (H 2 SO 4 , hanya penceraian pertama)
  • Asid nitrik (HNO 3 )
  • Asid perklorik (HClO 4 )
  • Asid hidroklorik (HCl)
  • Asid hidroiodik (HI)
  • Asid hidrobromik (HBr)
  • Asid trifluoroacetik (CF 3 COOH)

Terdapat beberapa contoh tambahan asid kuat, tetapi kebanyakan asid adalah lemah.

Asid Fluoroantimonik: Asid Terkuat di Dunia

Asid terkuat yang diketahui ialah asid super yang dipanggil asid fluoroantimonik dengan formula HSbF 6 . Ia disediakan dengan bertindak balas antimoni pentafluorida (SbF 5 ) dengan hidrogen fluorida (HF).

Asid fluoroantimonik, asid terkuat di dunia.

Tindak balas ini menghasilkan ion heksaordinasi [SbF 6 – ] yang sangat stabil disebabkan oleh pelbagai struktur resonans yang mengedarkan dan menstabilkan cas negatif ke atas 6 atom fluorin, yang merupakan unsur paling elektronegatif dalam jadual berkala.

Dari segi keasidan, asid ini mempunyai nilai fungsi keasidan Hammett antara –21 dan –24, yang bermaksud asid ini antara 10 9 dan 10 12 kali ganda lebih berasid daripada asid sulfurik tulen (ingat fungsi keasidan Hammett ialah fungsi logaritma, jadi setiap perubahan satu unit membayangkan perubahan satu susunan magnitud).

Senarai superasid lain

  • Asid triflik atau asid trifluoromethanesulfonic (CF 3 SO 3 H)
  • Asid fluorosulfonat (FSO 3 H)
  • Asid ajaib (SbF5)-FSO 3 H

Rujukan

Asid Super Brønsted-Lowry dan Fungsi Keasidan Hammett. (2021, 4 Oktober). https://chem.libretexts.org/@go/page/154234

Chang, R. (2021). Kimia ( edisi ke- 11 ). PENDIDIKAN BUKIT MCGRAW.

Farrell, I. (2021, 21 Oktober). Apakah asid terkuat di dunia? Pendidikan CSR. https://edu.rsc.org/everyday-chemistry/whats-the-strongest-acid-in-the-world/4014526.article

Ganninger, D. (2020, 26 Oktober). Asid Terkuat di Dunia–Rebus Pengetahuan . Sederhana. https://medium.com/knowledge-stew/the-strongest-acid-in-the-world-eb7700770b78#:%7E:text=Fluoroantimonic%20acid%20is%20the%20strongest,a%20host%20of%20other% 20bahan

SciShow. (2016, 19 Disember). Asid Terkuat di Dunia [Video]. Youtube. https://www.youtube.com/watch?v=cbN37yRV-ZY