HomeswAsidi kali, superacids na asidi kali zaidi duniani

Asidi kali, superacids na asidi kali zaidi duniani

Asidi ni vitu vya kawaida zaidi kuliko watu wengi wanavyofikiria. Zinapatikana katika kila aina ya maeneo kutoka kwa chakula tunachokula, vinywaji tunavyokunywa, betri zinazoendesha vifaa vyetu, na zaidi. Mbali na kuwa kila mahali, asidi pia ni tofauti sana linapokuja suala la mali zao, muhimu zaidi ambayo ni, kwa bahati na kwa usahihi, asidi yao. Katika sehemu zifuatazo tutapitia dhana ya asidi kwa mitazamo tofauti, tutafafanua asidi kali ni nini na pia tutaona mifano ya asidi kali zaidi inayojulikana na sayansi.

Asidi ni nini?

Kuna dhana kadhaa tofauti za asidi na besi. Kulingana na Arrhenius na Bromsted na Lowry, asidi ni dutu yoyote ya kemikali ambayo ina uwezo wa kutoa protoni (H + ions ) katika suluhisho. Ingawa wazo hili linafaa kwa idadi kubwa ya misombo ambayo tunaona kuwa asidi, haitoshi kwa vitu vingine ambavyo hufanya kama asidi na ambayo hutoa suluhisho na pH ya asidi, lakini kwamba, licha ya hii, hawana hata cations za hidrojeni. ndani yao.muundo wake.

Kwa kuzingatia hayo hapo juu, dhana pana na inayokubalika zaidi ya asidi ni ile ya asidi ya Lewis, kulingana na ambayo asidi ni dutu yoyote ya kemikali yenye upungufu wa elektroni (kwa ujumla na oktet isiyo kamili) yenye uwezo wa kupokea jozi ya elektroni kwa kila sehemu ya base , hivyo kutengeneza dative au covalent bondi. Wazo hili ni la jumla zaidi kuliko zingine, kwani huturuhusu kupanua dhana ya asidi na besi zaidi ya suluhisho la maji ambalo tumezoea.

Asidi hupimwaje?

Ikiwa tunataka kuzungumza juu ya asidi kali na dhaifu, lazima tuwe na njia ya kupima nguvu ya jamaa ya asidi, yaani, ni lazima tuweze kupima asidi yao ili kulinganisha. Katika suluhisho la maji, asidi hupimwa kulingana na uwezo wa kutoa ioni za hydronium katika suluhisho, ama kwa mchango wa moja kwa moja wa protoni kwa molekuli za maji:

Asidi kali, superacids na asidi kali zaidi duniani

au kwa uratibu wa molekuli za maji ambazo hutoa upotezaji wa protoni kwa molekuli ya pili ya maji:

Asidi kali, superacids na asidi kali zaidi duniani

Katika visa vyote viwili, haya ni athari zinazoweza kugeuzwa ambazo zinahusishwa na usawa wa ionic unaoitwa mara kwa mara ya kutenganisha asidi au asidi ya mara kwa mara ( K a ). Thamani ya hii mara kwa mara, au logariti yake hasi, inayoitwa pK a , mara nyingi hutumiwa kama kipimo cha asidi ya asidi. Kwa maana hii, juu ya thamani ya asidi ya mara kwa mara (au chini ya thamani ya pK a ), asidi itakuwa na nguvu zaidi, na kinyume chake.

Njia nyingine ya kupima kiwango cha asidi ambayo ni sawa, ingawa ni ya moja kwa moja zaidi, ni kwa kupima pH ya miyeyusho ya asidi tofauti, lakini kwa mkusanyiko sawa wa molar. Kadiri pH inavyopungua, ndivyo dutu hii ina tindikali zaidi.

Asidi ya superacids

Ingawa njia zilizo hapo juu za kupima asidi zinafaa kwa asidi katika miyeyusho yenye maji, hazifai kwa hali ambapo asidi huyeyushwa katika vimumunyisho vingine (hasa vimumunyisho vya aprotiki au visivyo vya hidrojeni) au nyingi isipokuwa katika kesi ya asidi safi. Kwa kuongeza, maji na vimumunyisho vingine vina kile kinachoitwa athari ya usawa wa asidi, ambayo husababisha asidi zote, baada ya kiwango fulani cha asidi, kuishi kwa njia sawa katika suluhisho.

Ili kuondokana na ugumu huu, kwamba asidi zote kali katika suluhisho la maji zina asidi sawa, njia nyingine za kupima asidi zimeundwa. Kwa pamoja, hizi huitwa kazi za asidi, kawaida zaidi ni kazi ya asidi ya Hammett au H 0 . Kitendaji hiki kinafanana kimawazo na pH, na kinawakilisha uwezo wa asidi ya Bromsted kueneza msingi dhaifu sana wa kawaida, kama vile 2,4,6-trinitroaniline, na hutolewa na:

Kazi ya asidi ya Hammett

Katika hali hii, pK HB+ ni logariti hasi ya asidi isiyobadilika ya asidi-unganishi ya msingi dhaifu inapoyeyuka katika asidi safi, [B] ni mkusanyiko wa molar wa besi isiyo na protoni, na [HB + ] ni mkusanyiko wa asidi yake ya conjugate. Chini ya H 0 , juu ya asidi. Kwa marejeleo, asidi ya sulfuriki ina thamani ya kazi ya Hammett ya -12.

asidi kali na asidi dhaifu

Asidi kali huchukuliwa kuwa wale wote ambao hutengana kabisa katika suluhisho la maji. Kwa maneno mengine, ni wale ambao kujitenga katika maji ni mchakato usioweza kutenduliwa. Kwa upande mwingine, asidi dhaifu ni zile ambazo hazijitenganishi kabisa katika maji kwa sababu utengano wao unaweza kubadilishwa na wana kiwango cha chini cha asidi kinachohusishwa nao.

Asidi kali

Mbali na asidi kali, pia kuna superacids. Hizi ni asidi zote ambazo zina nguvu zaidi kuliko asidi safi ya sulfuriki. Asidi hizi ni kali sana hivi kwamba zina uwezo wa kueneza hata vitu ambavyo kwa kawaida tunafikiri kuwa havina upande wowote, na vinaweza hata kutoa asidi nyingine kali.

Orodha ya asidi kali ya kawaida

Asidi kali za kawaida ni:

  • Asidi ya sulfuriki (H 2 SO 4 , mtengano wa kwanza tu)
  • Asidi ya nitriki (HNO 3 )
  • Asidi ya Perkloriki (HClO 4 )
  • Asidi ya hidrokloriki (HCl)
  • Asidi ya Hydroiodic (HI)
  • Asidi ya Hydrobromic (HBr)
  • Asidi ya Trifluoroacetic (CF 3 COOH)

Kuna mifano michache ya ziada ya asidi kali, lakini asidi nyingi ni dhaifu.

Asidi ya Fluoroantimonic: Asidi Yenye Nguvu Zaidi Duniani

Asidi yenye nguvu zaidi inayojulikana ni asidi ya juu inayoitwa asidi ya fluoroantimonic yenye fomula HSbF 6 . Inatayarishwa kwa kuguswa na pentafluoride ya antimoni (SbF 5 ) na floridi hidrojeni (HF).

Asidi ya Fluoroantimonic, asidi kali zaidi duniani.

Mwitikio huu hutokeza ioni ya hexacoordinated [SbF 6 – ] ambayo ni thabiti sana kutokana na miundo mingi ya miale ambayo husambaza na kuleta utulivu wa chaji hasi juu ya atomi 6 za florini, ambacho ndicho kipengele cha kielektroniki zaidi katika jedwali la upimaji.

Kwa upande wa asidi, asidi hii ina thamani ya utendakazi ya Hammett kati ya -21 na -24, ambayo ina maana kwamba asidi hii ni kati ya 10 9 na 10 mara 12 zaidi ya asidi ya sulfuriki safi (kumbuka utendakazi wa asidi ya Hammett ni kazi ya logarithmic, hivyo kila mabadiliko ya kitengo kimoja yanamaanisha mabadiliko ya mpangilio mmoja wa ukubwa).

Orodha ya superacids nyingine

  • Asidi ya Triflic au asidi ya trifluoromethanesulfoniki (CF 3 SO 3 H)
  • Asidi ya Fluorosulfoniki (FSO 3 H)
  • Asidi ya Uchawi (SbF5)-FSO 3 H

Marejeleo

Supaasidi za Brønsted-Lowry na Kazi ya Asidi ya Hammett. (2021, Oktoba 4). https://chem.libretexts.org/@go/page/154234

Chang, R. (2021). Kemia ( toleo la 11 ). ELIMU YA MCGRAW HILL.

Farrell, I. (2021, Oktoba 21). Ni asidi gani kali zaidi ulimwenguni? Elimu ya CSR. https://edu.rsc.org/everyday-chemistry/whats-the-strongest-acid-in-the-world/4014526.article

Ganninger, D. (2020, Oktoba 26). Asidi Kali Zaidi Duniani–Kitoweo cha Maarifa . Kati. https://medium.com/knowledge-stew/the-strongest-acid-in-the-world-eb7700770b78#:%7E:text=Fluoroantimonic%20acid%20is%20the%20strongest,a%20host%20of%20other% 20 vitu

SciShow. (2016, Desemba 19). Asidi Kali Zaidi Duniani [Video]. Youtube. https://www.youtube.com/watch?v=cbN37yRV-ZY