Đặc điểm của Hidrácidos, danh pháp, cách sử dụng và ví dụ



các Hydracids hoặc axit nhị phân là các hợp chất hòa tan trong nước bao gồm hydro và một nguyên tố phi kim: hydro halogenua. Công thức hóa học chung của nó có thể được biểu thị là HX, trong đó H là nguyên tử hydro và X là nguyên tố phi kim.

X có thể thuộc nhóm 17, halogen, hoặc thuộc nhóm 16 nguyên tố không bao gồm oxy. Không giống như axit oxo, hydrocarbon thiếu oxy. Vì hydrocide là các hợp chất cộng hóa trị hoặc phân tử, nên xem xét liên kết H-X. Điều này có tầm quan trọng lớn và xác định các đặc tính của từng hydracid.

Có thể nói gì về liên kết H-X? Như có thể thấy trong hình trên, có một khoảnh khắc lưỡng cực vĩnh viễn được tạo ra bởi các độ âm điện khác nhau giữa H và X. Vì X thường có độ âm điện lớn hơn H, nó thu hút đám mây điện tử của nó và kết thúc bằng điện tích một phần âm-.

Mặt khác, H, khi mang lại một phần mật độ electron của nó thành X, kết thúc bằng điện tích dương một phần δ +. Càng nhiều âm δ-, càng giàu electron sẽ là X và càng lớn sẽ là sự thiếu hụt điện tử của H. Do đó, tùy thuộc vào nguyên tố nào là X, một hydrazide có thể có nhiều hay ít cực.

Hình ảnh cũng cho thấy cấu trúc của hydracids. H-X là một phân tử tuyến tính, có thể tương tác với nhau bằng một trong hai đầu của nó. HX càng phân cực, các phân tử của nó tương tác với cường độ hoặc ái lực lớn hơn. Do đó, điểm sôi hoặc nóng chảy của bạn sẽ tăng lên.

Tuy nhiên, tương tác H - X - H - X vẫn đủ yếu để tạo ra hydrazide rắn. Do đó, trong điều kiện áp suất và nhiệt độ môi trường xung quanh là các chất khí; ngoại trừ HF, bay hơi trên 20ºC.

Tại sao? Vì HF có khả năng hình thành liên kết hydro mạnh. Trong khi các hydrazide khác, có các nguyên tố phi kim loại có độ âm điện thấp hơn, khó có thể ở pha lỏng dưới 0 ° C. HCl, ví dụ, sôi ở -85 ° C.

Các chất có tính axit hydracid? Câu trả lời nằm ở điện tích dương một phần δ + trên nguyên tử hydro. Nếu δ + rất lớn hoặc liên kết H - X rất yếu, thì HX sẽ là một axit mạnh; Như với tất cả các hydrocacbon của halogen, một khi các halogen tương ứng của chúng bị hòa tan trong nước.

Chỉ số

  • 1 Đặc điểm
    • 1.1 Vật lý
    • 1.2 Hóa chất
  • 2 danh pháp
    • 2.1 Dạng khan
    • 2.2 Trong dung dịch nước
  • 3 Chúng được hình thành như thế nào?
    • 3.1 Hòa tan trực tiếp hydro halogenua
    • 3.2 Hòa tan muối của phi kim loại với axit
  • 4 công dụng
    • 4.1 Chất tẩy rửa và dung môi
    • 4.2 Chất xúc tác axit
    • 4.3 Thuốc thử tổng hợp các hợp chất hữu cơ và vô cơ
  • 5 ví dụ
    • 5.1 HF, axit hydrofluoric
    • 5.2 H2S, hydro sunfua
    • 5,3 HCl, axit clohydric
    • 5,4 HBr, axit hydrobromic
    • 5,5 H2Te, axit Telluric
  • 6 tài liệu tham khảo

Tính năng

Vật lý

-Rõ ràng tất cả các axit hydro là dung dịch trong suốt, vì HX rất hòa tan trong nước. Chúng có thể có tông màu vàng theo nồng độ HX hòa tan.

-Họ là những người hút thuốc, có nghĩa là họ thải ra hơi dày đặc, ăn mòn và gây khó chịu (một số trong số họ thậm chí còn buồn nôn). Điều này là do các phân tử HX rất dễ bay hơi và tương tác với hơi nước của môi trường xung quanh các dung dịch. Ngoài ra, HX ở dạng khan là các hợp chất khí.

-Hydracids là chất dẫn điện tốt. Mặc dù HX là loài khí ở điều kiện khí quyển, khi tan trong nước chúng sẽ giải phóng các ion (H+X-), cho phép dòng điện đi qua.

-Điểm sôi của nó là vượt trội so với các dạng khan của nó. Đó là, HX (ac), biểu thị hydrazide, sôi ở nhiệt độ cao hơn HX (g). Ví dụ, hydro clorua, HCl (g), sôi ở -85ºC, nhưng axit hydrochloric, hydrácido của nó, khoảng 48ºC.

Tại sao? Bởi vì các phân tử khí HX được bao quanh bởi các phân tử nước. Giữa chúng có hai loại tương tác có thể xảy ra cùng một lúc: liên kết hydro, HX - H2O - HX, hoặc sự hòa tan của các ion, H3Ôi+(ac) và X-(ac). Thực tế này liên quan trực tiếp đến đặc tính hóa học của axit hydro.

Hóa chất

Hydrazide là dung dịch axit, vì vậy chúng có proton axit H3Ôi+ có sẵn để phản ứng với các chất khác. H đến từ đâu?3Ôi+? Trong số các nguyên tử hydro có điện tích dương một phần δ +, phân ly trong nước và cuối cùng được kết hợp cộng hóa trị vào một phân tử nước:

HX (ac) + H2Ô (l) <=> X-(ac) + H3Ôi+(ac)

Lưu ý rằng phương trình tương ứng với một phản ứng thiết lập trạng thái cân bằng. Khi hình thành X-(ac) + H3Ôi+(ac) rất được ưa chuộng về mặt nhiệt động, HX sẽ giải phóng proton axit của nó vào nước; và sau đó, với H3Ôi+ là "chất mang" mới, nó có thể phản ứng với một hợp chất khác, ngay cả khi chất sau không phải là một bazơ mạnh.

Những điều trên giải thích các tính chất axit của hydrocide. Đây là trường hợp cho tất cả HX hòa tan trong nước; nhưng một số tạo ra các giải pháp axit hơn những người khác. Tại sao lại như vậy? Những lý do có thể rất phức tạp. Không phải tất cả HX (ac) đều ủng hộ trạng thái cân bằng trước đó ở bên phải, nghĩa là đối với X-(ac) + H3Ôi+(ac).

Độ axit

Và ngoại lệ được quan sát thấy trong axit hydrofluoric, HF (ac). Fluorine rất có độ âm điện, do đó, nó rút ngắn khoảng cách của liên kết H-X, củng cố nó chống lại sự vỡ của nó bởi tác động của nước.

Tương tự, liên kết H-F có sự chồng chéo tốt hơn nhiều vì lý do radio nguyên tử. Ngược lại, liên kết H - Cl, H - Br hoặc H - I yếu hơn và có xu hướng phân ly hoàn toàn trong nước, đến mức bị phá vỡ với trạng thái cân bằng được nâng lên trước đó.

Điều này là do các halogen hoặc chalcogens khác (ví dụ lưu huỳnh), có bán kính nguyên tử lớn hơn và do đó, quỹ đạo bay hơi hơn. Do đó, liên kết H-X thể hiện sự chồng chéo quỹ đạo kém hơn vì X lớn hơn, do đó có ảnh hưởng đến cường độ axit khi tiếp xúc với nước..

Theo cách này, thứ tự giảm độ axit đối với hydrogens của các halogen như sau: HF< HCl

Danh pháp

Dạng khan

Hydracids được đặt tên như thế nào? Ở dạng khan, HX (g), chúng nên được đề cập dưới dạng chính tả cho hydro halogenua: bằng cách thêm hậu tố -uro vào cuối tên của chúng.

Ví dụ, HI (g) bao gồm một halogenua (hoặc hydrua) được hình thành bởi hydro và iốt, do đó tên của nó là: yoduro của hydro. Bởi vì phi kim loại thường có độ âm điện cao hơn hydro, nên nó có số oxi hóa là +1. Mặt khác, ở NaH, hydro có số oxi hóa là -1.

Đây là một cách gián tiếp khác để phân biệt hydrua phân tử với halogen hoặc hydro halogenua với các hợp chất khác.

Khi HX (g) tiếp xúc với nước, nó được biểu diễn dưới dạng HX (ac) và sau đó hydrazide là.

Trong dung dịch nước

Để đặt tên cho hydrazide, HX (ac), hậu tố -uro của các dạng khan của nó phải được thay thế bằng hậu tố -hydric. Và nó phải được đề cập như axit ở nơi đầu tiên. Do đó, với ví dụ trước, HI (ac) được đặt tên là: acid yodnước.

Chúng được hình thành như thế nào?

Hòa tan trực tiếp hydro halogenua

Hydrazide có thể được hình thành bằng cách hòa tan đơn giản các halogen hydro tương ứng của chúng trong nước. Điều này có thể được biểu diễn bằng phương trình hóa học sau:

HX (g) => HX (ac)

HX (g) rất hòa tan trong nước, do đó không có sự cân bằng về độ hòa tan, không giống như sự phân ly ion của nó để giải phóng các proton axit.

Tuy nhiên, có một phương pháp tổng hợp được ưa thích vì nó sử dụng muối hoặc khoáng chất làm nguyên liệu, hòa tan chúng ở nhiệt độ thấp với axit mạnh.

Hòa tan muối của phi kim loại với axit

Nếu muối ăn, NaCl, được hòa tan với axit sunfuric đậm đặc, phản ứng sau xảy ra:

NaCl (s) + H2VẬY4(ac) => HCl (ac) + NaHSO4(ac)

Axit sunfuric tặng một trong các proton axit của nó cho Clion anion-, biến nó thành axit clohydric. Từ hỗn hợp này có thể thoát hydro clorua, HCl (g), vì nó rất dễ bay hơi, đặc biệt nếu nồng độ của nó trong nước rất cao. Các loại muối khác được sản xuất là natri axit sunfat, NaHSO4.

Một cách khác để sản xuất nó là thay thế axit sunfuric bằng axit photphoric đậm đặc:

NaCl (s) + H3PO4(ac) => HCl (ac) + NaH2PO4(ac)

H3PO4 nó phản ứng theo cách tương tự như H2VẬY4, sản xuất axit hydrochloric và natri diacid phosphate. NaCl là nguồn gốc của anion Cl-, để tổng hợp các hydrazids khác, bạn cần muối hoặc khoáng chất có chứa F-, Br-, Tôi-, S2-, v.v..

Nhưng, việc sử dụng H2VẬY4 hoặc H3PO4 nó sẽ phụ thuộc vào sức mạnh oxy hóa của nó. H2VẬY4 Nó là một tác nhân oxy hóa rất mạnh, đến mức nó oxy hóa ngay cả Br- và tôi- để các dạng phân tử của nó Br2 và tôi2; thứ nhất là chất lỏng màu đỏ và thứ hai là chất rắn màu tím. Do đó, H3PO4 đại diện cho sự thay thế ưa thích trong tổng hợp như vậy.

Công dụng

Chất tẩy rửa và dung môi

Hydracids trong bản chất được sử dụng để hòa tan các loại vật chất khác nhau. Điều này là do chúng là axit mạnh và trong chừng mực chúng có thể làm sạch bất kỳ bề mặt nào.

Các proton axit của chúng được thêm vào các hợp chất của tạp chất hoặc bụi bẩn, làm cho chúng hòa tan trong môi trường nước và sau đó được nước mang đi.

Tùy thuộc vào bản chất hóa học của bề mặt nói trên, một hydrazide hoặc loại khác có thể được sử dụng. Ví dụ, axit hydrofluoric không thể được sử dụng để làm sạch thủy tinh, vì nó sẽ hòa tan nó ngay lập tức. Axit clohydric được sử dụng để loại bỏ vết bẩn trên gạch bể bơi.

Chúng cũng có khả năng hòa tan đá hoặc mẫu rắn, sau đó được sử dụng cho mục đích phân tích hoặc sản xuất ở quy mô nhỏ hoặc lớn. Trong sắc ký trao đổi ion, axit clohydric loãng được sử dụng để làm sạch cột của các ion còn lại.

Chất xúc tác axit

Một số phản ứng đòi hỏi các giải pháp rất axit để tăng tốc chúng và giảm thời gian diễn ra. Đây là nơi hydracids xâm nhập.

Một ví dụ về điều này là việc sử dụng axit hydroiodic trong quá trình tổng hợp axit axetic băng. Ngành công nghiệp dầu mỏ cũng cần hydracids trong các quy trình lọc dầu.

Thuốc thử tổng hợp các hợp chất hữu cơ và vô cơ

Hydracids không chỉ cung cấp các proton axit, mà cả các anion tương ứng của chúng. Những anion này có thể phản ứng với một hợp chất hữu cơ hoặc vô cơ để tạo thành một halogen cụ thể. Theo cách này, có thể được tổng hợp: florua, clorua, iotua, bromua, selenide, sunfua và các hợp chất khác.

Những halogen này có thể có ứng dụng rất đa dạng. Ví dụ, chúng có thể được sử dụng để tổng hợp các polyme, chẳng hạn như Teflon; hoặc trung gian, từ đó các nguyên tử halogen sẽ được kết hợp vào cấu trúc phân tử của một số loại thuốc.

Giả sử phân tử CH3CH2OH, ethanol, phản ứng với HCl tạo thành ethyl clorua:

CH3CH2OH + HCl => CH3CH2Cl + H2Ôi

Mỗi phản ứng này ẩn chứa một cơ chế và nhiều khía cạnh được xem xét trong tổng hợp hữu cơ.

Ví dụ

Không có nhiều ví dụ có sẵn cho hydrazide, vì số lượng các hợp chất có thể bị hạn chế một cách tự nhiên. Vì lý do này, một số hydracids bổ sung được liệt kê dưới đây với danh pháp tương ứng (viết tắt (ac) bị bỏ qua):

HF, axit hydrofluoric

Nhị phân thủy lực có phân tử H-F tạo thành liên kết hydro mạnh, đến mức trong nước nó là một axit yếu.

H2S, hydro sunfua

Không giống như hydracids được xem xét cho đến lúc đó, nó là polyatomic, nghĩa là, nó có nhiều hơn hai nguyên tử, tuy nhiên, nó tiếp tục là nhị phân vì nó là hai nguyên tố: lưu huỳnh và hydro.

Các phân tử góc H-S-H của nó không tạo thành cầu hydro đáng chú ý và có thể được phát hiện bởi mùi trứng thối đặc trưng của chúng.

HCl, axit clohydric

Một trong những axit nổi tiếng nhất trong văn hóa phổ biến. Bao gồm, nó là một phần của thành phần của dịch dạ dày, có trong dạ dày và cùng với các enzyme tiêu hóa làm suy giảm thức ăn.

HBr, axit hydrobromic

Giống như axit hydroiodic, pha khí bao gồm các phân tử H-Br tuyến tính, phân ly trong các ion H+ (H3Ôi+) và Br- khi chúng xuống nước.

H2Te, axit Telluric

Mặc dù Tellurium có tính chất kim loại nhất định, hydrazide của nó tạo ra hơi độc và khó chịu, như axit selenhydric.

Giống như các hydrazide khác của chalcogenides (từ nhóm 16 của bảng tuần hoàn), trong dung dịch tạo ra anion Te2-, vì vậy hóa trị của nó là -2.

Tài liệu tham khảo

  1. Clark J. (ngày 22 tháng 4 năm 2017). Tính axit của halogenua hydro. Lấy từ: chem.libretexts.org
  2. Lumen: Giới thiệu về Hóa học. Axit nhị phân. Lấy từ: khóa học.lumenlearning.com
  3. Helmenstine, Anne Marie, Tiến sĩ (Ngày 22 tháng 6 năm 2018). Định nghĩa axit nhị phân. Lấy từ: thinkco.com
  4. Ông D. Scott. Công thức hóa học Viết & Danh pháp. [PDF] Lấy từ: celinaschools.org
  5. Madhusha (Ngày 9 tháng 2 năm 2018). Phân biệt giữa axit nhị phân và oxyacids. Lấy từ: pediaa.com
  6. Wikipedia. (2018). Axit hydric Lấy từ: en.wikipedia.org
  7. Natalie Andrew (Ngày 24 tháng 4 năm 2017). Công dụng của axit hydriodic. Lấy từ: sciences.com
  8. Học giỏi (2018). Axit hydrofluoric: Công dụng & Ứng dụng quan trọng. Lấy từ: studiousguy.com