Erős és gyenge savak: mik ezek és hogyan különböztetjük meg őket?

Artículo revisado y aprobado por nuestro equipo editorial, siguiendo los criterios de redacción y edición de YuBrain.

Fontos, hogy meg tudjuk különböztetni az erős savakat a gyenge savaktól, mind tanulmányi célokra, mind laboratóriumi felhasználáskor. Az erős savak nagyon ritkák, ezért az egyik legegyszerűbb módja annak, hogy megkülönböztessük őket a gyengéktől, ha megjegyezzük, mik is azok. A felsorolt ​​egyéb sav gyenge sav lesz.

Az erős savak és a gyenge savak legfontosabb szempontjai

  • Az erős savak vizes oldatban teljesen disszociálnak, így minden molekulájuk legalább egy protont (H + ) veszít, amely a vízmolekulával hidroniumiont (H 3 O + ) képez, míg a gyenge savak csak részben disszociálnak.
  • Az erős savak nagyon kevesen vannak, csak hét erős szervetlen sav van, ezért, hogy könnyen megkülönböztessük őket a gyengéktől, megjegyezhetőek; ha nincs felsorolva, akkor gyenge sav lesz.
  • Erős savak a sósav (HCl), a salétromsav (HNO3 ) , a kénsav (H2SO4 ) , a hidrogén-bromid ( HBr ) , a hidrogén-jodidsav (HI), a perklórsav ( HClO4 ) és a klórsav (HClO3 ) .
  • Az egyetlen gyenge sav, amely a halogénelem reakciójából keletkezik, a hidrogén-fluorsav (HF). Míg technikailag gyenge sav, a hidrogén-fluorid erősen maró hatású.

erős savak

Az erős savak vizes oldatokban teljesen disszociálnak, minden molekula legalább egy protont (H + kationt ) szabadít fel, amely hidroniumiont (H 3 O + ) képez a vízmolekulával. A leggyakoribb szervetlen erős savak a hét.

  • Sósav (HCl)
  • Salétromsav (HNO 3 )
  • Kénsav (H 2 SO 4 )
  • Hidrobromid (HBr)
  • Jódhidrogénsav (HI)
  • Perklórsav (HClO 4 )
  • Klórsav (HClO 3 )

A következő példák erős savak tipikus ionizációs reakcióit mutatják be vizes oldatokban.

HCl → H + + Cl

HNO 3 → H + + NO 3

H 2 SO 4 → 2H + + SO 4

Tisztázni kell, hogy ezekben a reakciókban a hidrogénionok pozitív töltésűek, kationok, és a reakció iránya csak a termékek felé irányul, ami azt jelzi, hogy az összes reaktáns molekula disszociál.

gyenge savak

A gyenge savak nem disszociálnak teljesen vizes oldatokban; vagyis bizonyos számú reaktáns molekula megmarad eredeti összetételében. Ez a hidrogén-fluorid (HF) esete. Sokkal több a gyenge sav, mint az erős. A legtöbb szerves sav gyenge, néhány kivétellel, mint például a p-toluolszulfonsav, amely eléggé disszociál, de nem teljesen. Az alábbiakban felsorolunk néhány gyenge savat a savasság csökkenésének sorrendjében.

  • HO 2 C 2 O 2 H – oxálsav
  • H 2 SO 3 – kénsav
  • HSO 4 – hidrogén-szulfát ion
  • H 3 PO 4 – foszforsav
  • HNO 2 – salétromsav
  • HF – hidrogén-fluorsav
  • HCO 2 H – metánsav
  • C 6 H 5 COOH – benzoesav
  • CH 3 COOH – ecetsav
  • HCOOH – hangyasav

A gyenge savas ionizációs reakcióra példa az ecetsav, amely hidrogén-kationokat és acetát-anionokat termel.

CH 3 COOH + H 2 O ⇆ H 3 O + + CH 3 COO

Figyelemre méltó, hogy ebben az esetben az erős savakkal ellentétben a reakció mindkét irányban megy végbe, amint azt a kettős nyíl jelzi. Ebben az esetben, mivel a fordított reakció valószínűbb, az ecetsavmolekuláknak csak körülbelül 1%-a disszociál, míg a többi megmarad eredeti összetételében.

Hogyan lehet megkülönböztetni az erős savakat a gyenge savaktól

A disszociációs reakció egyensúlyi állandójának értéke jelzi, hogy egy sav erős vagy gyenge . Azaz a K a sav disszociációs állandója a savas disszociációs reakció egyensúlyi állandója vizes közegben (a logaritmikus paramétert is használjuk, pK a =-logK a ). Erős savak esetén a K a értéke nagy (a pKa értéke kicsi); gyenge savakban a K a értéke kicsi (és a pKa értéke nagy ).

Erős vagy gyenge a koncentrálthoz vagy hígításhoz képest

Ügyelni kell arra, hogy ne keverjük össze az erős és gyenge kifejezéseket a koncentrált és a hígított kifejezésekkel. A tömény sav vizes oldatában nagy mennyiségű sav van; a hígítottban kevés a sav. Például, ha van egy sav 12 M ecetsavja (12 mol/liter koncentráció), akkor erős oldata van, de a sav még mindig gyenge. A 0,0005 M sósavoldat (0,0005 mol/l koncentráció) híg oldat, de a sav még mindig erős.

Különbség az erős és a maró hatás között

Lehet híg ecetsavat inni (ami valójában az ecet), de ugyanolyan koncentrációjú kénsavat fogyasztva óriási kémiai égési sérülést okozna. A korrozív (jelen esetben kénsav) kifejezés arra a károsodásra utal, amelyet a sav okoz az anyagban, amellyel érintkezik, míg az erős vagy gyenge a sav jellemzője. Bár a savak gyakran maró hatásúak, egyes karboránok nagyon erős savak, sokkal erősebbek, mint a kénsav, de kézben tarthatók anélkül, hogy károsítanák a bőrt, míg a hidrogén-fluorid, még egy gyenge sav is, tönkreteszi a szöveteket. kéz a kézben minimális érintkezéssel .

Források

  • Housecroft, CE  szervetlen kémia . (második kiadás) Prentice Hall. Sharpe, AG (2004). ISBN 978-0-13-039913-7.
  • Porterfield, William W. Szervetlen kémia. (1984). Addison-Wesley. ISBN 0-201-05660-7.
  • Trummal, A., Lipping, L., et al. Erős savak savassága vízben és dimetil-szulfoxidban . J. Phys. Chem. A. 120(20) (2016) 3663–3669. doi:10.1021/acs.jpca.6b02253

mm
Sergio Ribeiro Guevara (Ph.D.)
(Doctor en Ingeniería) - COLABORADOR. Divulgador científico. Ingeniero físico nuclear.

Artículos relacionados