HometlMalakas na acid, superacid at ang pinakamalakas na acid sa mundo

Malakas na acid, superacid at ang pinakamalakas na acid sa mundo

Ang mga acid ay mas karaniwang mga sangkap kaysa sa napagtanto ng maraming tao. Naroroon ang mga ito sa lahat ng uri ng mga lugar mula sa pagkain na kinakain natin, mga likidong iniinom natin, mga baterya na nagpapagana sa ating mga device, at higit pa. Bilang karagdagan sa pagiging nasa lahat ng dako, ang mga acid ay napaka-iba-iba pagdating sa kanilang mga katangian, ang pinakamahalaga sa kung saan ay, hindi sinasadya at tiyak, ang kanilang kaasiman. Sa mga sumusunod na seksyon ay susuriin natin ang konsepto ng acid mula sa iba’t ibang punto ng view, tutukuyin natin kung ano ang mga malakas na acid at makikita rin natin ang mga halimbawa ng pinakamalakas na acid na kilala sa agham.

Ano ang acid?

Mayroong ilang iba’t ibang mga konsepto ng mga acid at base. Ayon kay Arrhenius at Bromsted at Lowry, ang acid ay anumang kemikal na sangkap na may kakayahang maglabas ng mga proton (H + ions ) sa solusyon. Bagama’t ang konseptong ito ay angkop para sa karamihan ng mga compound na itinuturing nating mga acid, ito ay hindi sapat para sa iba pang mga sangkap na kumikilos tulad ng mga acid at gumagawa ng mga solusyon na may acidic na pH, ngunit na, sa kabila nito, ay walang mga hydrogen cation. sa kanila.ang istraktura nito.

Sa pagtingin sa itaas, ang pinakamalawak at pinaka-tinatanggap na konsepto ng acid ay ang mga Lewis acid, ayon sa kung saan ang acid ay anumang kemikal na sangkap na kulang sa mga electron (karaniwan ay may hindi kumpletong octet) na may kakayahang tumanggap ng isang pares ng mga electron sa bawat bahagi ng isang base , kaya bumubuo ng isang dative o coordinate covalent bond. Ang konseptong ito ay higit na pangkalahatan kaysa sa iba, dahil ito ay nagpapahintulot sa amin na palawakin ang konsepto ng mga acid at base na lampas sa mga may tubig na solusyon na nakasanayan na natin.

Paano sinusukat ang kaasiman?

Kung nais nating pag-usapan ang tungkol sa malakas at mahina na mga acid, dapat tayong magkaroon ng isang paraan ng pagsukat ng kamag-anak na lakas ng mga acid, iyon ay, dapat nating sukatin ang kanilang kaasiman upang maihambing. Sa mga may tubig na solusyon, ang kaasiman ay sinusukat sa mga tuntunin ng kakayahang makabuo ng mga hydronium ions sa solusyon, alinman sa pamamagitan ng direktang donasyon ng mga proton sa mga molekula ng tubig:

Malakas na acid, superacid at ang pinakamalakas na acid sa mundo

o sa pamamagitan ng koordinasyon ng mga molekula ng tubig na gumagawa ng pagkawala ng isang proton sa pangalawang molekula ng tubig:

Malakas na acid, superacid at ang pinakamalakas na acid sa mundo

Sa parehong mga kaso, ito ay mga reversible reaction na nauugnay sa isang ionic equilibrium constant na tinatawag na acid dissociation constant o acidity constant ( K a ). Ang halaga ng pare-parehong ito, o ang negatibong logarithm nito, na tinatawag na pK a , ay kadalasang ginagamit bilang sukatan ng kaasiman ng isang acid. Sa ganitong kahulugan, mas mataas ang halaga ng acidity constant (o mas mababa ang halaga ng pK a ), mas magiging malakas ang isang acid, at kabaliktaran.

Ang isa pang paraan ng pagsukat ng antas ng kaasiman na magkatulad, bagama’t medyo mas direkta, ay sa pamamagitan ng eksperimento na pagsukat ng pH ng mga solusyon ng iba’t ibang mga acid, ngunit may parehong konsentrasyon ng molar. Kung mas mababa ang pH, mas acidic ang sangkap.

Ang kaasiman ng mga superacid

Bagama’t ang mga paraan sa itaas ng pagsukat ng kaasiman ay angkop para sa mga acid sa may tubig na solusyon, hindi ito kapaki-pakinabang para sa mga kaso kung saan ang mga acid ay natutunaw sa iba pang mga solvents (lalo na aprotic o non-hydrogen solvents) o marami maliban sa kaso ng mga purong acid. Bilang karagdagan, ang tubig at iba pang mga solvents ay may tinatawag na acid leveling effect, na nagiging sanhi ng lahat ng mga acid, pagkatapos ng isang tiyak na antas ng acidity, upang kumilos sa parehong paraan sa solusyon.

Upang malampasan ang kahirapan na ito, na ang lahat ng malakas na acid sa may tubig na solusyon ay may parehong kaasiman, iba pang mga paraan ng pagsukat ng kaasiman ay ginawa. Sama-sama, ang mga ito ay tinatawag na acidity function, ang pinakakaraniwan ay ang Hammett o H 0 acidity function . Ang function na ito ay katulad ng konsepto sa pH, at kumakatawan sa kakayahan ng isang Bromsted acid na mag-protonate ng napakahinang generic na base, tulad ng 2,4,6-trinitroaniline, at ibinibigay ng:

Pag-andar ng kaasiman ng Hammett

Sa kasong ito, ang pK HB+ ay ang negatibong logarithm ng acidity constant ng conjugate acid ng mahinang base kapag natunaw sa purong acid, [B] ay ang molar na konsentrasyon ng unprotonated base, at [HB + ] ay ang konsentrasyon ng conjugate acid nito. Kung mas mababa ang H 0 , mas mataas ang acidity. Para sa sanggunian, ang sulfuric acid ay may Hammett function value na -12.

malakas na asido at mahinang asido

Ang mga malakas na acid ay itinuturing na lahat ng mga ganap na naghihiwalay sa may tubig na solusyon. Sa madaling salita, sila ang mga kung saan ang dissociation sa tubig ay isang hindi maibabalik na proseso. Sa kabilang banda, ang mga mahinang asido ay ang mga hindi ganap na naghihiwalay sa tubig dahil ang kanilang paghihiwalay ay nababaligtad at mayroon silang medyo mababang acidity constant na nauugnay sa kanila.

Ang Superacids

Bilang karagdagan sa mga malakas na acid, mayroon ding mga superacid. Ito ang lahat ng mga acid na mas malakas kaysa sa purong sulfuric acid. Ang mga acid na ito ay napakalakas na kaya nilang mag-protonate kahit na ang mga substance na karaniwan nating iniisip na neutral, at maaari pa nilang i-protonate ang iba pang malalakas na acids.

Listahan ng mga karaniwang malakas na acid

Ang pinakakaraniwang malakas na acid ay:

  • Sulfuric acid (H 2 SO 4 , tanging ang unang dissociation)
  • Nitric acid (HNO 3 )
  • Perchloric acid (HClO 4 )
  • Hydrochloric acid (HCl)
  • Hydroiodic acid (HI)
  • Hydrobromic acid (HBr)
  • Trifluoroacetic acid (CF 3 COOH)

Mayroong ilang karagdagang mga halimbawa ng mga malakas na acid, ngunit karamihan sa mga acid ay mahina.

Fluoroantimonic Acid: Ang Pinakamalakas na Acid sa Mundo

Ang pinakamalakas na kilalang acid ay isang superacid na tinatawag na fluoroantimonic acid na may formula na HSbF 6 . Inihahanda ito sa pamamagitan ng pagtugon sa antimony pentafluoride (SbF 5 ) sa hydrogen fluoride (HF).

Fluoroantimonic acid, ang pinakamalakas na acid sa mundo.

Ang reaksyong ito ay bumubuo ng hexacoordinated ion [SbF 6 – ] na lubhang matatag dahil sa maramihang mga istruktura ng resonance na namamahagi at nagpapatatag ng negatibong singil sa 6 na fluorine atoms, na siyang pinaka electronegative na elemento sa periodic table.

Sa mga tuntunin ng acidity, ang acid na ito ay may Hammett acidity function na halaga sa pagitan ng –21 at –24, na nangangahulugan na ang acid na ito ay nasa pagitan ng 10 9 at 10 12 beses na mas acidic kaysa sa purong sulfuric acid (tandaan na ang Hammett’s acidity function ay isang logarithmic function, kaya bawat pagbabago ng isang yunit ay nagpapahiwatig ng pagbabago ng isang pagkakasunud-sunod ng magnitude).

Listahan ng iba pang mga superacid

  • Triflic acid o trifluoromethanesulfonic acid (CF 3 SO 3 H)
  • Fluorosulfonic acid (FSO 3 H)
  • Magic acid (SbF5)-FSO 3 H

Mga sanggunian

Brønsted-Lowry Superacids at ang Hammett Acidity Function. (2021, Oktubre 4). https://chem.libretexts.org/@go/page/154234

Chang, R. (2021). Chemistry ( ika- 11 ed.). MCGRAW HILL EDUCATION.

Farrell, I. (2021, Oktubre 21). Ano ang pinakamalakas na asido sa mundo? CSR Education. https://edu.rsc.org/everyday-chemistry/whats-the-strongest-acid-in-the-world/4014526.article

Ganninger, D. (2020, Oktubre 26). Ang Pinakamalakas na Acid sa Mundo–Kaalaman na nilagang . Katamtaman. https://medium.com/knowledge-stew/the-strongest-acid-in-the-world-eb7700770b78#:%7E:text=Fluoroantimonic%20acid%20is%20the%20strongest,a%20host%20of%20other% 20 sangkap

SciShow. (2016, Disyembre 19). Ang Pinakamalakas na Acid sa Mundo [Video]. Youtube. https://www.youtube.com/watch?v=cbN37yRV-ZY