HomemtAċidi qawwija, superaċidi u l-aktar aċidu b'saħħtu fid-dinja

Aċidi qawwija, superaċidi u l-aktar aċidu b’saħħtu fid-dinja

L-aċidi huma sustanzi ħafna aktar komuni milli jirrealizzaw ħafna nies. Huma preżenti f’kull xorta ta ‘postijiet mill-ikel li nieklu, il-likwidi li nixorbu, il-batteriji li jħaddmu l-apparati tagħna, u aktar. Minbarra li huma kullimkien, l-aċidi huma wkoll varjati ħafna fejn jidħlu l-proprjetajiet tagħhom, l-aktar importanti minnhom hija, inċidentalment u preċiżament, l-aċidità tagħhom. Fis-sezzjonijiet li ġejjin se nirrevedu l-kunċett ta ‘aċidu minn perspettiva differenti, aħna se niddefinixxu x’inhuma l-aċidi qawwija u se naraw ukoll eżempji tal-aċidi l-aktar b’saħħithom magħrufa mix-xjenza.

X’inhu aċidu?

Hemm diversi kunċetti differenti ta ‘aċidi u bażijiet. Skont kemm Arrhenius kif ukoll Bromsted u Lowry, aċidu huwa kwalunkwe sustanza kimika li għandha l-abbiltà li tirrilaxxa protoni (H + joni ) f’soluzzjoni. Għalkemm dan il-kunċett huwa xieraq għall-maġġoranza l-kbira tal-komposti li nqisu bħala aċidi, huwa inadegwat għal sustanzi oħra li jġibu ruħhom bħal aċidi u li jipproduċu soluzzjonijiet b’pH aċiduż, iżda li, minkejja dan, lanqas għandhom katjoni tal-idroġenu. fihom.l-istruttura tagħha.

Fid-dawl ta’ dan ta’ hawn fuq, l-iktar kunċett wiesa’ u aċċettat ta’ aċidu huwa dak ta’ aċidi Lewis, li skontu aċidu huwa kwalunkwe sustanza kimika defiċjenti fl-elettroni (ġeneralment b’ottett mhux komplut) kapaċi li tirċievi par ta’ elettroni għal kull parti ta’ bażi , u b’hekk jiffurmaw rabta kovalenti dattiva jew koordinata. Dan il-kunċett huwa ħafna aktar ġenerali mill-oħrajn, peress li jippermettilna nespandu l-kunċett ta ‘aċidi u bażijiet lil hinn mis-soluzzjonijiet milwiema li aħna mdorrijin bihom.

Kif titkejjel l-aċidità?

Jekk irridu nitkellmu dwar aċidi qawwija u dgħajfa, irridu jkollna mod kif inkejlu s-saħħa relattiva tal-aċidi, jiġifieri, irridu nkunu kapaċi nkejlu l-aċidità tagħhom sabiex inqabblu. F’soluzzjonijiet milwiema, l-aċidità titkejjel f’termini tal-kapaċità li tiġġenera joni tal-idronju f’soluzzjoni, jew permezz ta ‘donazzjoni diretta ta’ protoni lill-molekuli tal-ilma:

Aċidi qawwija, superaċidi u l-aktar aċidu b'saħħtu fid-dinja

jew permezz ta’ koordinazzjoni ta’ molekuli tal-ilma li jipproduċu t-telf ta’ proton għat-tieni molekula tal-ilma:

Aċidi qawwija, superaċidi u l-aktar aċidu b'saħħtu fid-dinja

Fiż-żewġ każijiet, dawn huma reazzjonijiet riversibbli li huma assoċjati ma ‘kostanti ta’ ekwilibriju joniku msejħa l-kostanti tad-dissoċjazzjoni tal-aċidu jew kostanti tal-aċidità ( Ka ) . Il-valur ta ‘din il-kostanti, jew il-logaritmu negattiv tiegħu, imsejjaħ pK a , spiss jintuża bħala kejl tal-aċidità ta’ aċidu. F’dan is-sens, iktar ma jkun għoli l-valur tal-kostanti tal-aċidità (jew inqas ikun il-valur tal-pK a ), iktar ikun b’saħħtu l-aċidu, u viċi versa.

Mod ieħor ta ‘kejl tal-grad ta’ aċidità li huwa simili, għalkemm ftit aktar dirett, huwa billi tkejjel b’mod sperimentali l-pH ta ‘soluzzjonijiet ta’ aċidi differenti, iżda bl-istess konċentrazzjoni molari. Aktar ma jkun baxx il-pH, iktar tkun aċiduża s-sustanza.

L-aċidità tas-superaċidi

Għalkemm il-modi ta ‘hawn fuq ta’ kejl ta ‘aċidità huma adattati għal aċidi f’soluzzjonijiet milwiema, mhumiex utli għal każijiet fejn l-aċidi huma maħlula f’solventi oħra (partikolarment solventi aprotiċi jew mhux idroġenu) jew ħafna ħlief fil-każ ta’ aċidi puri. Barra minn hekk, l-ilma u solventi oħra għandhom dak li jissejjaħ effett ta ‘livellar ta’ aċidu, li jikkawża li l-aċidi kollha, wara ċertu livell ta ‘aċidità, iġibu ruħhom bl-istess mod fis-soluzzjoni.

Biex tingħeleb din id-diffikultà, li l-aċidi qawwija kollha f’soluzzjoni milwiema għandhom l-istess aċidità, ġew imfassla modi oħra ta ‘kejl tal-aċidità. Kollettivament, dawn jissejħu funzjonijiet ta ‘aċidità, l-aktar komuni hija l- funzjoni ta’ aċidità Hammett jew H 0 . Din il-funzjoni hija simili fil-kunċett għal pH, u tirrappreżenta l-abbiltà ta ‘aċidu Bromsted li jipprotona bażi ġenerika dgħajfa ħafna, bħal 2,4,6-trinitroaniline, u hija mogħtija minn:

Funzjoni ta 'aċidità Hammett

F’dan il-każ, pK HB+ huwa l-logaritmu negattiv tal-kostanti tal-aċidità tal-aċidu konjugat tal-bażi dgħajfa meta maħlul fl-aċidu pur, [B] hija l-konċentrazzjoni molari tal-bażi mhux protonata, u [HB + ] hija l-konċentrazzjoni ta ‘ l-aċidu konjugat tiegħu. Aktar ma tkun baxxa l-H 0 , iktar tkun għolja l-aċidità. Bħala referenza, l-aċidu sulfuriku għandu valur tal-funzjoni Hammett ta ‘-12.

aċidi qawwija u aċidi dgħajfa

Aċidi qawwija huma kkunsidrati bħala dawk kollha li jiddissoċjaw kompletament f’soluzzjoni milwiema. Fi kliem ieħor, huma dawk li għalihom id-dissoċjazzjoni fl-ilma hija proċess irriversibbli. Min-naħa l-oħra, aċidi dgħajfa huma dawk li ma jiddissoċjawx kompletament fl-ilma minħabba li d-dissoċjazzjoni tagħhom hija riversibbli u għandhom kostanti ta ‘aċidità relattivament baxxa assoċjata magħhom.

Is-Superaċidi

Minbarra l-aċidi qawwija, hemm ukoll superaċidi. Dawn huma dawk l-aċidi kollha li huma aktar b’saħħithom mill-aċidu sulfuriku pur. Dawn l-aċidi huma tant b’saħħithom li huma kapaċi jipprotonaw anke sustanzi li normalment naħsbu għalihom bħala newtrali, u jistgħu saħansitra jipprotonaw aċidi qawwija oħra.

Lista ta ‘aċidi qawwija komuni

L-aċidi qawwija l-aktar komuni huma:

  • Aċidu sulfuriku (H 2 SO 4 , l-ewwel dissoċjazzjoni biss)
  • Aċidu nitriku (HNO 3 )
  • Aċidu perkloriku (HClO 4 )
  • Aċidu idrokloriku (HCl)
  • Aċidu Idrojodiku (HI)
  • Aċidu idrobromiku (HBr)
  • Aċidu trifluworoaċetiku (CF 3 COOH)

Hemm ftit eżempji addizzjonali ta ‘aċidi qawwija, iżda ħafna aċidi huma dgħajfa.

Aċidu Fluworoantimoniku: L-Aċidu L-aktar B’saħħtu fid-Dinja

L-aċidu l-aktar b’saħħtu magħruf huwa superaċidu msejjaħ aċidu fluworoantimoniku bil-formula HSbF 6 . Jiġi ppreparat billi tirreaġixxi l-pentafluworidu tal-antimonju (SbF 5 ) mal-fluworidu tal-idroġenu (HF).

Aċidu fluworoantimoniku, l-aktar aċidu b'saħħtu fid-dinja.

Din ir-reazzjoni tiġġenera l-jone hexacoordinated [SbF 6 – ] li huwa estremament stabbli minħabba strutturi ta ‘reżonanza multipli li jqassmu u jistabbilizzaw il-ħlas negattiv fuq 6 atomi tal-fluworin, li huwa l-aktar element elettronegattiv fit-tabella perjodika.

F’termini ta’ aċidità, dan l-aċidu għandu valur tal-funzjoni tal-aċidità ta’ Hammett bejn –21 u –24, li jfisser li dan l-aċidu huwa bejn 10 9 u 10 12 -il darba aktar aċiduż minn aċidu sulfuriku pur (ftakar li l-funzjoni tal-aċidità ta’ Hammett hija funzjoni logaritmika, għalhekk kull bidla ta’ unità waħda timplika bidla ta’ ordni ta’ kobor wieħed).

Lista ta’ superaċidi oħra

  • Aċidu trifliku jew trifluoromethanesulfonic acid (CF 3 SO 3 H)
  • Aċidu fluworosulfoniku (FSO 3 H)
  • Aċidu maġiku (SbF5)-FSO 3 H

Referenzi

Brønsted-Lowry Superacids u l-Funzjoni tal-Aċidità Hammett. (2021, 4 ta’ Ottubru). https://chem.libretexts.org/@go/page/154234

Chang, R. (2021). Kimika ( 11 -il ed.). MCGRAW HILL EDUKAZZJONI.

Farrell, I. (2021, 21 ta’ Ottubru). X’inhu l-aċidu l-aktar b’saħħtu fid-dinja? Edukazzjoni tas-CSR. https://edu.rsc.org/everyday-chemistry/whats-the-strongest-acid-in-the-world/4014526.article

Ganninger, D. (2020, Ottubru 26). L-Aċidu L-aktar b’saħħtu fid-dinja – Stew tal-Għarfien . Medju. https://medium.com/knowledge-stew/the-strongest-acid-in-the-world-eb7700770b78#:%7E:text=Fluoroantimonic%20acid%20is%20the%20strongest,a%20host%20of%20other% 20sustanzi

SciShow. (2016, 19 ta’ Diċembru). L-Aċidi l-aktar qawwija fid-Dinja [Video]. Youtube. https://www.youtube.com/watch?v=cbN37yRV-ZY