HomesrЈаке киселине, суперкиселине и најјача киселина на свету

Јаке киселине, суперкиселине и најјача киселина на свету

Киселине су много чешће супстанце него што многи људи схватају. Присутни су на свим врстама места од хране коју једемо, течности које пијемо, батерија које напајају наше уређаје и још много тога. Осим што су свеприсутне, киселине су веома разноврсне и по својим својствима, од којих је, узгред и прецизно, најважнија киселост. У наредним одељцима ћемо размотрити појам киселине са различитих тачака гледишта, дефинисаћемо шта су јаке киселине и такође ћемо видети примере најјачих киселина познатих науци.

Шта је киселина?

Постоји неколико различитих концепата киселина и база. Према Аррхенијусу и Бромстеду и Ловрију, киселина је свака хемијска супстанца која има способност ослобађања протона (Х + јона ) у раствору. Иако је овај концепт прикладан за велику већину једињења која сматрамо киселинама, он је неадекватан за друге супстанце које се понашају као киселине и које производе растворе са киселим пХ, али која упркос томе немају чак ни катјоне водоника. у њима.његову структуру.

С обзиром на горе наведено, најшири и најприхваћенији концепт киселине је концепт Луисових киселина, према којем је киселина свака хемијска супстанца са недостатком електрона (обично са непотпуним октетом) способна да прими пар електрона по делу база , чиме се формира дативна или координатна ковалентна веза. Овај концепт је много општији од осталих, јер нам омогућава да проширимо концепт киселина и база изван водених раствора на које смо навикли.

Како се мери киселост?

Ако желимо да говоримо о јаким и слабим киселинама, морамо имати начин мерења релативне јачине киселина, односно морамо бити у стању да измеримо њихову киселост да бисмо упоредили. У воденим растворима, киселост се мери у смислу способности стварања хидронијум јона у раствору, било директним донирањем протона молекулима воде:

Јаке киселине, суперкиселине и најјача киселина на свету

или координацијом молекула воде који производе губитак протона у другом молекулу воде:

Јаке киселине, суперкиселине и најјача киселина на свету

У оба случаја, то су реверзибилне реакције које су повезане са константом јонске равнотеже која се назива константа дисоцијације киселине или константа киселости ( К а ). Вредност ове константе, или њеног негативног логаритма, названог пК а , често се користи као мера киселости киселине. У том смислу, што је већа вредност константе киселости (или што је нижа вредност њеног пК а ), то ће киселина бити јача и обрнуто.

Други начин мерења степена киселости који је сличан, иако мало директнији, јесте експериментално мерење пХ раствора различитих киселина, али са истом моларном концентрацијом. Што је пХ нижи, супстанца је киселија.

Киселост суперкиселина

Иако су горњи начини мерења киселости погодни за киселине у воденим растворима, они нису корисни за случајеве где су киселине растворене у другим растварачима (посебно у апротонским или неводоничким растварачима) или много осим у случају чистих киселина. Поред тога, вода и други растварачи имају оно што се назива ефекат изравнавања киселине, што узрокује да се све киселине, након одређеног нивоа киселости, понашају на исти начин у раствору.

Да би се превазишла ова потешкоћа, да све јаке киселине у воденом раствору имају исту киселост, осмишљени су други начини мерења киселости. Заједно, оне се називају функције киселости, а најчешћа је Хаметова или Х 0 функција киселости . Ова функција је по концепту слична пХ и представља способност Бромстедове киселине да протонира веома слабу генеричку базу, као што је 2,4,6-тринитроанилин, и дата је као:

Хаметова функција киселости

У овом случају, пК ХБ+ је негативан логаритам константе киселости коњуговане киселине слабе базе када је растворена у чистој киселини, [Б] је моларна концентрација непротониране базе, а [ХБ + ] је концентрација његова коњугована киселина. Што је Х 0 нижи , то је већа киселост. За референцу, сумпорна киселина има вредност Хаметове функције од -12.

јаке киселине и слабе киселине

Јаким киселинама сматрају се све оне које се потпуно дисоцирају у воденом раствору. Другим речима, то су они за које је дисоцијација у води неповратан процес. С друге стране, слабе киселине су оне које се у води не дисоцирају у потпуности јер је њихова дисоцијација реверзибилна и са њима је повезана релативно ниска константа киселости.

Суперкиселине

Поред јаких киселина, постоје и суперкиселине. То су све оне киселине које су јаче од чисте сумпорне киселине. Ове киселине су толико јаке да су способне да протонирају чак и супстанце за које обично сматрамо да су неутралне, а могу чак и да протонирају друге јаке киселине.

Списак уобичајених јаких киселина

Најчешће јаке киселине су:

  • Сумпорна киселина (Х 2 СО 4 , само прва дисоцијација)
  • Азотна киселина (ХНО 3 )
  • перхлорна киселина (ХЦлО 4 )
  • хлороводонична киселина (ХЦл)
  • јодоводонична киселина (ХИ)
  • Бромоводонична киселина (ХБр)
  • трифлуоросирћетна киселина (ЦФ 3 ЦООХ)

Постоји неколико додатних примера јаких киселина, али већина киселина је слаба.

Флуорантимонска киселина: Најјача киселина на свету

Најјача позната киселина је суперкиселина која се зове флуороантимонска киселина са формулом ХСбФ 6 . Добија се реакцијом пентафлуорида антимона (СбФ 5 ) са флуороводоником (ХФ).

Флуорантимонска киселина, најјача киселина на свету.

Ова реакција генерише хексакоординисани јон [СбФ 6 – ] који је изузетно стабилан због вишеструких резонантних структура које дистрибуирају и стабилизују негативно наелектрисање преко 6 атома флуора, који је најелектронегативнији елемент у периодном систему.

Што се тиче киселости, ова киселина има вредност Хаметове функције киселости између –21 и –24, што значи да је ова киселина између 10 9 и 10 12 пута киселија од чисте сумпорне киселине (запамтите да је Хаметова функција киселости логаритамска функција, па свака промена једне јединице подразумева промену једног реда величине).

Списак других суперкиселина

  • Трифлична киселина или трифлуорометансулфонска киселина (ЦФ 3 СО 3 Х)
  • Флуорсулфонска киселина (ФСО 3 Х)
  • Магична киселина (СбФ5)-ФСО 3 Х

Референце

Брøнстед-Ловри суперкиселине и Хамметтова функција киселости. (2021, 4. октобар). хттпс://цхем.либретектс.орг/@го/паге/154234

Цханг, Р. (2021). Хемија ( 11. изд.). МЦГРАВ ХИЛЛ ЕДУЦАТИОН.

Фаррелл, И. (2021, 21. октобар). Која је најјача киселина на свету? ЦСР образовање. хттпс://еду.рсц.орг/еверидаи-цхемистри/вхатс-тхе-стронгест-ацид-ин-тхе-ворлд/4014526.артицле

Ганингер, Д. (2020, 26. октобар). Најјача киселина на свету – гулаш знања . Средње. хттпс://медиум.цом/кновледге-стев/тхе-стронгест-ацид-ин-тхе-ворлд-еб7700770б78#:%7Е:тект=Флуороантимониц%20ацид%20ис%20тхе%20стронгест,а%20хост%20оф%20отхер% 20супстанце

СциСхов. (2016, 19. децембар). Најјаче киселине на свету [Видео]. ЈуТјуб. хттпс://ввв.иоутубе.цом/ватцх?в=цбН37иРВ-ЗИ