ลักษณะHidrácidos, ศัพท์, การใช้และตัวอย่าง

hidrácidos หรือกรดไบนารีเป็นสารประกอบที่ละลายในน้ำที่ประกอบด้วยไฮโดรเจนและองค์ประกอบที่ไม่ใช่โลหะ: ไฮโดรเจนเฮไลด์ สูตรทางเคมีทั่วไปสามารถแสดงเป็น HX โดยที่ H คืออะตอมไฮโดรเจนและ X เป็นองค์ประกอบที่ไม่ใช่โลหะ.

X อาจเป็นของกลุ่ม 17 ฮาโลเจนหรือองค์ประกอบ 16 กลุ่มที่ไม่รวมออกซิเจน ไฮโดรคาร์บอนขาดออกซิเจน เนื่องจากไฮโดรไซด์เป็นสารประกอบโควาเลนต์หรือโมเลกุลจึงควรพิจารณาพันธะ H-X สิ่งนี้มีความสำคัญอย่างยิ่งและกำหนดลักษณะของไฮดรอกไซแต่ละชนิด.

สิ่งที่สามารถพูดได้เกี่ยวกับลิงค์ H-X? ดังที่เห็นในภาพด้านบนมีช่วงเวลาไดโพลถาวรที่เกิดจากอิเลคโตรเนกาติไฟตี้ที่แตกต่างกันระหว่าง H และ X เนื่องจาก X มักจะมีอิเลคโตรเนกาติตีมากกว่า H มันดึงดูดเมฆอิเล็กทรอนิก-.

ในทางกลับกัน H เมื่อยอมให้ส่วนหนึ่งของความหนาแน่นอิเล็กตรอนเป็น X สิ้นสุดลงด้วยประจุบวกบางส่วนδ + ลบมากขึ้นคือδ-, ยิ่งขึ้นในอิเล็กตรอนจะเป็น X และยิ่งใหญ่กว่าจะเป็นขาดอิเล็กทรอนิกส์ของ H ดังนั้นขึ้นอยู่กับองค์ประกอบที่เป็น X, ไฮดราไซด์สามารถขั้วมากหรือน้อย.

ภาพยังเผยให้เห็นโครงสร้างของไฮดรอกไซด์ H-X เป็นโมเลกุลเชิงเส้นซึ่งสามารถโต้ตอบกับอีกปลายหนึ่งของมัน ยิ่งโพลาร์ HX โมเลกุลของมันมีปฏิสัมพันธ์กับความแข็งแรงหรือความสัมพันธ์ที่มากขึ้น เป็นผลให้จุดเดือดหรือจุดหลอมเหลวของคุณเพิ่มขึ้น.

อย่างไรก็ตามปฏิกิริยาของ H-X-H-X นั้นยังคงอ่อนแอพอที่จะสร้างไฮดราไซด์ที่เป็นของแข็งได้ ดังนั้นภายใต้สภาวะความดันและอุณหภูมิแวดล้อมจึงเป็นสารที่เป็นก๊าซ ยกเว้นสำหรับ HF ซึ่งระเหยเกิน20ºC.

ทำไม? เนื่องจาก HF สามารถสร้างพันธะไฮโดรเจนที่แข็งแรงได้ ในขณะที่ไฮดราไซด์อื่น ๆ ที่มีองค์ประกอบที่ไม่ใช่โลหะมีอิเล็กโตรเนกาติตี้น้อยสามารถอยู่ในสถานะของเหลวที่ต่ำกว่า 0 °ซ ตัวอย่างเช่น HCl นั้นจะเดือดที่ -85 ° C.

สารที่เป็นกรดนั้นมีฤทธิ์เป็นกรดหรือไม่? คำตอบอยู่ที่ประจุบวกบางส่วนδ + บนอะตอมไฮโดรเจน หากδ + มีขนาดใหญ่มากหรือพันธะ H-X อ่อนมาก HX จะเป็นกรดแก่ เช่นเดียวกับไฮโดรคาร์บอนทุกชนิดของฮาโลเจนเมื่อไลด์ที่เกี่ยวข้องนั้นละลายในน้ำ.

ดัชนี

• 1 ลักษณะ
  • 1.1 ทางกายภาพ
  • 1.2 สารเคมี
• 2 ศัพท์
  • 2.1 รูปแบบที่ไม่มีน้ำ
  • 2.2 ในสารละลายที่เป็นน้ำ
• 3 พวกเขาก่อตัวอย่างไร?
  • 3.1 การละลายโดยตรงของไฮโดรเจนเฮไลด์
  • 3.2 การละลายเกลือที่ไม่ใช่โลหะด้วยกรด
• 4 ใช้
  • 4.1 ทำความสะอาดและตัวทำละลาย
  • 4.2 ตัวเร่งปฏิกิริยากรด
  • 4.3 รีเอเจนต์สำหรับการสังเคราะห์สารประกอบอินทรีย์และอนินทรีย์
• 5 ตัวอย่าง
  • 5.1 HF, กรดไฮโดรฟลูออริก
  • 5.2 H2S, ไฮโดรเจนซัลไฟด์
  • 5.3 HCl กรดไฮโดรคลอริก
  • 5.4 HBr, กรด hydrobromic
  • 5.5 H2Te กรด telluric
• 6 อ้างอิง

คุณสมบัติ

กายภาพ

-เห็นได้ชัดว่ากรดไฮโดรทั้งหมดเป็นสารละลายที่โปร่งใสเนื่องจาก HX ละลายในน้ำได้มาก พวกเขาอาจมีโทนสีเหลืองตามความเข้มข้นของ HX ที่ละลาย.

-พวกเขาเป็นผู้สูบบุหรี่ซึ่งหมายความว่าพวกเขาให้ไอระเหยที่มีความหนาแน่นกัดกร่อนและระคายเคือง (บางคนถึงกับน่าสะอิดสะเอียน) เนื่องจากโมเลกุล HX นั้นมีความผันผวนและมีปฏิกิริยากับไอน้ำของตัวกลางที่อยู่รอบ ๆ สารละลาย นอกจากนี้ HX ในรูปแบบของแอนไฮไดรด์ก็คือสารประกอบของก๊าซ.

-ไฮดรอกไซด์เป็นตัวนำไฟฟ้าที่ดี ถึงแม้ว่า HX จะเป็นสายพันธุ์ก๊าซที่สภาวะบรรยากาศ แต่เมื่อละลายในน้ำ⁺X^-) ซึ่งอนุญาตให้ทางเดินของกระแสไฟฟ้า.

-จุดเดือดของมันเหนือกว่ารูปแบบที่ปราศจากน้ำ นั่นคือ HX (ac) ซึ่งหมายถึงไฮดราไซด์เดือดที่อุณหภูมิสูงกว่า HX (g) ตัวอย่างเช่นไฮโดรเจนคลอไรด์, HCl (g), เดือดที่-85ºC แต่กรดไฮโดรคลอริก, hydrácidoของมันประมาณ48ºC.

ทำไม? เนื่องจากโมเลกุลก๊าซ HX นั้นล้อมรอบด้วยโมเลกุลน้ำ การโต้ตอบสองประเภทสามารถเกิดขึ้นได้ในเวลาเดียวกัน: พันธะไฮโดรเจน, HX - H₂O - HX หรือการละลายของไอออน H₃O⁺(ac) และ X^-(Aq) ความจริงเรื่องนี้เกี่ยวข้องโดยตรงกับลักษณะทางเคมีของกรดน้ำ.

สารเคมี

ไฮดราไซด์เป็นสารละลายกรดมากดังนั้นพวกเขาจึงมีโปรตอนกรดเอช₃O⁺ พร้อมที่จะทำปฏิกิริยากับสารอื่น ๆ H มาจากไหน₃O⁺? ของอะตอมไฮโดรเจนที่มีประจุบวกบางส่วนδ + ซึ่งแยกตัวในน้ำและถูกรวมเข้าเป็นโมเลกุลของน้ำ:

HX (ac) + H₂O (l) <=> X^-(ac) + H₃O⁺(Aq)

โปรดทราบว่าสมการนี้สอดคล้องกับปฏิกิริยาที่สร้างสมดุล เมื่อการก่อตัวของ X^-(ac) + H₃O⁺(ac) เป็นที่นิยมทางอุณหพลศาสตร์มาก HX จะปล่อยกรดโปรตอนลงสู่น้ำ แล้วสิ่งนี้กับ H₃O⁺ ในฐานะที่เป็น "ผู้ให้บริการ" รายใหม่มันสามารถตอบสนองกับสารประกอบอื่นได้แม้ว่าจะไม่ใช่ฐานที่แข็งแกร่งก็ตาม.

ข้างต้นอธิบายลักษณะที่เป็นกรดของไฮโดรไซด์ นี่เป็นกรณีสำหรับ HX ทั้งหมดที่ละลายในน้ำ แต่บางคนก็สร้างสารละลายที่เป็นกรดมากกว่าคนอื่น ทำไมล่ะ เหตุผลมีความซับซ้อนมาก ไม่ใช่ HX ทั้งหมด (ac) สนับสนุนความสมดุลก่อนหน้าทางด้านขวานั่นคือต่อ X^-(ac) + H₃O⁺(Aq).

ความเปรี้ยว

และมีข้อยกเว้นในกรดไฮโดรฟลูออริก (HF) ฟลูออรีนเป็นอิเลคโตรเนกาติตีมากดังนั้นจึงทำให้ระยะทางสั้นลงของพันธะ H-X เสริมความแข็งแรงให้กับการแตกของมันโดยการกระทำของน้ำ.

ในทำนองเดียวกันลิงก์ H-F มีการทับซ้อนที่ดีกว่ามากสำหรับเหตุผลวิทยุปรมาณู ในทางตรงกันข้ามพันธบัตร H-Cl, H-Br หรือ H-I นั้นอ่อนแอลงและมีแนวโน้มที่จะแยกตัวออกจากกันอย่างสมบูรณ์ในน้ำจนถึงจุดที่ทำลายด้วยความสมดุลที่ยกขึ้นก่อนหน้านี้.

นี่เป็นเพราะฮาโลเจนอื่นหรือชาโลเจน (ตัวอย่างเช่นกำมะถัน) มีรัศมีอะตอมที่ใหญ่กว่าและดังนั้นจึงมีวงโคจรขนาดใหญ่ขึ้น เป็นผลให้พันธะ H-X มีการทับซ้อนของวงโคจรที่แย่กว่าเนื่องจาก X มีขนาดใหญ่กว่าซึ่งจะส่งผลต่อความแข็งแรงของกรดเมื่อสัมผัสกับน้ำ.

ด้วยวิธีนี้ลำดับความเป็นกรดที่ลดลงสำหรับไฮโดรเจนของฮาโลเจนจะเป็นดังนี้: HF< HCl

ศัพท์เฉพาะ

รูปแบบที่ไม่มีน้ำ

hydracids ตั้งชื่ออย่างไร? ในรูปแบบที่ไม่มีน้ำของพวกเขา HX (g) พวกเขาควรได้รับการกล่าวถึงว่าเป็นคำสั่งสำหรับไฮโดรเจนเฮไลด์: โดยการเพิ่มคำต่อท้าย - ต่อท้ายชื่อของพวกเขา.

ตัวอย่างเช่น HI (g) ประกอบด้วยเฮไลด์ (หรือไฮไดรด์) ที่เกิดจากไฮโดรเจนและไอโอดีนดังนั้นชื่อของมันคือ: yodกระทิง ของไฮโดรเจน เนื่องจากโดยทั่วไปอโลหะจะมีอิเลคโตรเนกาติตีมากกว่าไฮโดรเจนจึงมีเลขออกซิเดชันเท่ากับ +1 ในทางตรงกันข้าม NaH ไฮโดรเจนมีเลขออกซิเดชันเป็น -1.

นี่เป็นอีกวิธีหนึ่งในการแยกความแตกต่างของโมเลกุลไฮไดรด์จากฮาโลเจนหรือไฮโดรเจนเฮไลด์จากสารประกอบอื่น ๆ.

เมื่อ HX (g) สัมผัสกับน้ำมันจะถูกแทนด้วย HX (ac) จากนั้นไฮดราไซด์จะเป็น.

ในสารละลายที่เป็นน้ำ

ในการตั้งชื่อไฮดราไซด์ HX (ac) คำต่อท้าย -uro ของรูปแบบแอนไฮดรัสจะต้องถูกแทนที่ด้วยคำต่อท้าย - ไฮดริก และจะต้องพูดถึงว่าเป็นกรดในตอนแรก ดังนั้นสำหรับตัวอย่างก่อนหน้านี้ HI (ac) ถูกตั้งชื่อเป็น: acid yodน้ำ.

พวกเขาเป็นอย่างไรบ้าง?

การละลายโดยตรงของไฮโดรเจนเฮไลด์

ไฮดราไซด์สามารถเกิดขึ้นได้โดยการละลายอย่างง่ายของไฮโดรเจนเฮไลด์ที่เกี่ยวข้องในน้ำ สิ่งนี้สามารถถูกแทนด้วยสมการทางเคมีต่อไปนี้:

HX (g) => HX (ac)

HX (g) ละลายได้ดีในน้ำดังนั้นจึงไม่มีความสมดุลของการละลายเหมือนไอออนิกการแยกตัวออกจากกันเพื่อปลดปล่อยกรดโปรตอน.

อย่างไรก็ตามมีวิธีการสังเคราะห์ที่ต้องการเพราะใช้เกลือหรือแร่ธาตุเป็นวัตถุดิบละลายในอุณหภูมิต่ำด้วยกรดแก่.

การละลายเกลือที่ไม่ใช่โลหะด้วยกรด

ถ้าเกลือโซเดียมคลอไรด์ละลายในกรดซัลฟิวริกเข้มข้นจะเกิดปฏิกิริยาต่อไปนี้:

NaCl + s₂SW₄(ac) => HCl (ac) + NaHSO₄(Aq)

กรดซัลฟูริกบริจาคหนึ่งในโปรตอนของกรดให้กับคลอไรด์แอนไอออน^-, เปลี่ยนเป็นกรดไฮโดรคลอริก จากส่วนผสมนี้สามารถหนีไฮโดรเจนคลอไรด์ HCl (g) เพราะมันมีความผันผวนโดยเฉพาะอย่างยิ่งถ้าความเข้มข้นในน้ำสูงมาก อีกอย่างคือเกลือโซเดียมกรดซัลเฟต NaHSO₄.

อีกวิธีในการผลิตคือการแทนที่กรดซัลฟูริกด้วยกรดฟอสฟอริกเข้มข้น:

NaCl + s₃PO₄(ac) => HCl (ac) + NaH₂PO₄(Aq)

The H₃PO₄ มันตอบสนองในแบบเดียวกับ H₂SW₄, ผลิตกรดไฮโดรคลอริกและโซเดียมไดอะซิดฟอสเฟต NaCl เป็นที่มาของ Cl anion^-, เพื่อที่จะสังเคราะห์ไฮดราไซด์อื่น ๆ ที่คุณต้องการเกลือหรือแร่ธาตุที่มี F^-, br^-, ผม^-, S^2-, ฯลฯ.

แต่การใช้ H₂SW₄ หรือเอช₃PO₄ มันจะขึ้นอยู่กับความแข็งแรงของออกซิเดชัน The H₂SW₄ มันเป็นตัวออกซิไดซ์ที่แรงมากจนถึงจุดที่มันจะออกซิไดซ์แม้กระทั่ง Br^- และฉัน^- กับโมเลกุลในรูปแบบ Br₂ และฉัน₂; แรกคือของเหลวสีแดงและที่สองเป็นของแข็งสีม่วง ดังนั้นทาง₃PO₄ แสดงถึงทางเลือกที่ต้องการในการสังเคราะห์.

การใช้งาน

น้ำยาทำความสะอาดและตัวทำละลาย

ไฮดรอกไซด์ในสารสกัดจะใช้ในการละลายสสารชนิดต่าง ๆ นี่เป็นเพราะพวกเขาเป็นกรดที่แข็งแกร่งและในการดูแลพวกเขาสามารถทำความสะอาดพื้นผิวใด ๆ.

โปรตรอนของกรดจะถูกเติมลงในสารประกอบของสิ่งสกปรกหรือสิ่งสกปรกทำให้ละลายในตัวกลางที่เป็นน้ำแล้วนำไปด้วยน้ำ.

อาจใช้ไฮดราไซด์หรืออื่น ๆ ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับลักษณะทางเคมีของพื้นผิวดังกล่าว ตัวอย่างเช่นกรดไฮโดรฟลูออริกไม่สามารถใช้ทำความสะอาดกระจกเพราะมันจะละลายทันที กรดไฮโดรคลอริกถูกใช้เพื่อขจัดคราบสกปรกบนกระเบื้องสระว่ายน้ำ.

พวกเขายังสามารถละลายหินหรือตัวอย่างที่เป็นของแข็งแล้วใช้สำหรับการวิเคราะห์หรือการผลิตในระดับขนาดเล็กหรือขนาดใหญ่ ในการแลกเปลี่ยนไอออนโครมาโตกราฟีนั้นใช้กรดไฮโดรคลอริกเจือจางเพื่อทำความสะอาดคอลัมน์ของไอออนที่เหลืออยู่.

ตัวเร่งปฏิกิริยากรด

ปฏิกิริยาบางอย่างต้องใช้สารละลายที่เป็นกรดมากเพื่อเร่งพวกมันและลดเวลาที่เกิดขึ้น นี่คือที่ไฮดรอกไซป้อน.

ตัวอย่างของสิ่งนี้คือการใช้กรดไฮโดรจิคในการสังเคราะห์กรดอะซิติก อุตสาหกรรมน้ำมันยังต้องการไฮดรอกไซด์ในกระบวนการกลั่น.

รีเอเจนต์สำหรับการสังเคราะห์สารประกอบอินทรีย์และอนินทรีย์

ไฮดรอกไซด์ไม่เพียง แต่ให้โปรตอนกรดเท่านั้น แต่ยังรวมถึงแอนไอออนที่เกี่ยวข้องด้วย แอนไอออนเหล่านี้สามารถทำปฏิกิริยากับสารประกอบอินทรีย์หรืออนินทรีย์เพื่อสร้างเฮไลด์ที่เฉพาะเจาะจง ด้วยวิธีนี้สามารถสังเคราะห์ได้: ฟลูออไรด์คลอไรด์ไอโอไดด์โบรไมด์เซเลไนด์ซัลไฟด์และสารประกอบอื่น ๆ อีกมากมาย.

เฮไลด์เหล่านี้สามารถใช้งานได้หลากหลาย ตัวอย่างเช่นพวกเขาสามารถใช้ในการสังเคราะห์โพลีเมอเช่นเทฟลอน; หรือตัวกลางซึ่งจะรวมอะตอมของฮาโลเจนไว้ในโครงสร้างโมเลกุลของยาบางชนิด.

สมมติว่าโมเลกุล CH₃CH₂OH, เอทานอล, ทำปฏิกิริยากับ HCl เพื่อสร้างเอทิลคลอไรด์

CH₃CH₂OH + HCl => CH₃CH₂Cl + H₂O

แต่ละปฏิกิริยาเหล่านี้ซ่อนกลไกและแง่มุมต่าง ๆ ที่พิจารณาในการสังเคราะห์สารอินทรีย์.

ตัวอย่าง

มีตัวอย่างไม่มากนักสำหรับไฮดราไซด์เนื่องจากจำนวนสารประกอบที่เป็นไปได้นั้นมี จำกัด ด้วยเหตุนี้ไฮโดรไซด์เพิ่มเติมบางรายการจึงมีการระบุไว้ด้านล่างพร้อมกับระบบการตั้งชื่อตามลำดับ (ตัวย่อ (ac) จะถูกละเว้น):

HF, กรดไฮโดรฟลูออริก

ระบบเลขฐานสองไฮดรอลิกที่มีโมเลกุล H-F ก่อตัวเป็นพันธะไฮโดรเจนอย่างรุนแรงจนถึงระดับที่เป็นกรดอ่อน.

H₂เอสไฮโดรเจนซัลไฟด์

ซึ่งแตกต่างจากไฮดรอกไซด์ที่พิจารณาจนกระทั่งถึงตอนนั้นมันเป็น polyatomic นั่นคือมันมีมากกว่าสองอะตอมอย่างไรก็ตามมันยังคงเป็นเลขฐานสองเพราะมันเป็นสององค์ประกอบ: ซัลเฟอร์และไฮโดรเจน.

H-S-H โมเลกุลเชิงมุมไม่สามารถสร้างสะพานไฮโดรเจนได้และสามารถตรวจจับได้โดยกลิ่นไข่เน่า.

HCl กรดไฮโดรคลอริก

หนึ่งในกรดที่รู้จักกันดีที่สุดในวัฒนธรรมสมัยนิยม รวมมันเป็นส่วนหนึ่งขององค์ประกอบของน้ำย่อยที่มีอยู่ในกระเพาะอาหารและร่วมกับเอนไซม์ย่อยอาหารลดอาหาร.

HBr, กรด hydrobromic

เช่นเดียวกับกรดไฮโดรจิคเฟสก๊าซประกอบด้วยโมเลกุลเชิงเส้น H-Br ซึ่งแยกตัวในไอออน H⁺ (H₃O⁺) และ Br^- เมื่อพวกเขาลงไปในน้ำ.

H₂Te, กรด telluric

แม้ว่าเทลลูเรียมมีคุณสมบัติเป็นโลหะบางชนิด แต่ไฮดราไซด์จะให้ไอระเหยที่ไม่พึงประสงค์และเป็นพิษสูงเช่นกรดเซเลไฮดริก.

เช่นเดียวกับ hydrazides อื่น ๆ ของ chalcogenides (จากกลุ่ม 16 ของตารางธาตุ) ในการแก้ปัญหาผลิตประจุลบ Te^2-, ดังนั้นเวเลนซ์ของมันคือ -2.

การอ้างอิง

1. Clark J. (22 เมษายน 2017) ความเป็นกรดของไฮโดรเจนเฮไลด์ ดึงมาจาก: chem.libretexts.org
2. Lumen: เคมีเบื้องต้น กรดไบนารี นำมาจาก: courses.lumenlearning.com
3. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (22 มิถุนายน 2018) คำจำกัดความของ Binary Acid ดึงมาจาก: thoughtco.com
4. Mr. D. Scott การเขียนสูตรทางเคมีและการตั้งชื่อ [PDF] สืบค้นจาก: celinaschools.org
5. Madhusha (9 กุมภาพันธ์ 2018) แยกแยะระหว่างกรดไบนารีและออกซีไซด์ ดึงจาก: pediaa.com
6. วิกิพีเดีย (2018) กรดไฮโดรลิค สืบค้นจาก: en.wikipedia.org
7. นาตาลีแอนดรู (24 เมษายน 2017) การใช้กรดไฮโดรไดซิก สืบค้นจาก: sciencing.com
8. StudiousGuy (2018) กรดไฮโดรฟลูออริก: การใช้และการใช้งานที่สำคัญ สืบค้นจาก: studiousguy.com