Spēcīgas un vājas skābes ir svarīgi zināt gan ķīmijas klasei, gan lietošanai laboratorijā. Spēcīgo skābju ir ļoti maz, tāpēc viens no vienkāršākajiem veidiem, kā atšķirt stiprās un vājās skābes, ir iegaumēt spēcīgo skābju īso sarakstu. Jebkura cita skābe tiek uzskatīta par vāju skābi.
Taustiņu izņemšana
- Spēcīgās skābes ūdenī pilnīgi izkliedējas to jonos, savukārt vājās skābes tikai daļēji izkliedējas.
- Ir tikai dažas (7) stiprās skābes, tāpēc daudzi cilvēki izvēlas tās iegaumēt. Visas pārējās skābes ir vājas.
- Spēcīgās skābes ir sālsskābe, slāpekļskābe, sērskābe, bromūdeņražs, jodskābe, perhlorskābe un hlorskābe.
- Vienīgā vājā skābe, ko veido reakcija starp ūdeņradi un halogēnu, ir fluorūdeņražskābe (HF). Kaut arī tehniski vāja skābe, fluorūdeņražskābe ir ārkārtīgi spēcīgs un ļoti kodīgs.
Spēcīgas skābes
Spēcīgas skābes pilnībā atdalīties no viņu joni ūdenī, iegūstot vienu vai vairākus protonus (ūdeņradi katjoni) vienā molekulā. Ir tikai 7 parastās stiprās skābes.
- HCl - sālsskābe
- HNO3 - slāpekļskābe
- H2SO4 - sērskābe (HSO4- ir vāja skābe)
- HBr - bromūdeņražskābe
- HI - hidrogēnskābe
- HClO4 - perhlorskābe
- HClO3 - hlorskābe
Jonizācijas reakciju piemēri ir:
HCl → H+ + Cl-
HNO3 → H+ + NĒ3-
H2SO4 → 2H+ + SO42-
Ņemiet vērā pozitīvi lādētu ūdeņraža jonu veidošanos un arī reakcijas bultiņu, kas norāda tikai pa labi. Viss reaģents (skābe) tiek jonizēts produktā.
Vāji skābes
Vājās skābes pilnībā neizdalās to jonos ūdenī. Piemēram, HF disociējas H+ un F- joni ūdenī, bet daži HF paliek šķīdumā, tāpēc tā nav spēcīga skābe. Vājš skābju ir daudz vairāk nekā spēcīgu skābju. Lielākā daļa organiskās skābes ir vājas skābes. Šeit ir daļējs saraksts, sākot no spēcīgākā līdz vājākajam.
- HO2C2O2H - skābeņskābe
- H2SO3 - sērskābe
- HSO4- - sērūdeņraža jons
- H3PO4 - fosforskābe
- HNO2 - slāpekļskābe
- HF - fluorūdeņražskābe
- HCO2H - metānskābe
- C6H5COOH - benzoskābe
- CH3COOH - etiķskābe
- HCOOH - skudrskābe
Vājās skābes nepilnīgi jonizē. Reakcijas piemērs ir etānskābes disociācija ūdenī, iegūstot hidroksonija katjonus un etanoāts anjonus:
CH3COOH + H2O ⇆ H3O+ + CH3dūdot-
Atzīmējiet reakcijas bultiņu ķīmiskajā vienādojumā, norādot abus virzienus. Tikai apmēram 1% etānskābes pārvēršas jonos, bet atlikums ir etānskābe. Reakcija notiek abos virzienos. Atpakaļreakcija ir labvēlīgāka nekā priekšējā reakcija, tāpēc joni viegli mainās atpakaļ uz vāju skābi un ūdeni.
Atšķirt spēcīgas un vājas skābes
Jūs varat izmantot skābes līdzsvara konstanci Ka vai pKa lai noteiktu, vai skābe ir stipra vai vāja. Spēcīgajām skābēm ir augsts Ka vai mazs pKa vērtības, vājām skābēm ir ļoti maza Ka vērtības vai liels pKa vērtības.
Spēcīgs un vājš Vs. Koncentrēts un atšķaidīts
Esiet piesardzīgs, lai nesajauktu vārdus spēcīgs un vājš ar koncentrētu un atšķaidīt. Koncentrēta skābe ir tāda, kas satur mazu ūdens daudzumu. Citiem vārdiem sakot, skābe ir koncentrēta. Atšķaidīta skābe ir skābs šķīdums, kas satur daudz šķīdinātāja. Ja jums ir 12 M etiķskābes, tā ir koncentrēta, tomēr tā joprojām ir vāja skābe. Neatkarīgi no tā, cik daudz ūdens jūs noņemat, tā būs taisnība. No otras puses, 0,0005 M HCl šķīdums ir atšķaidīts, tomēr joprojām stiprs.
Spēcīgs Vs. Kodīgs
Jūs varat dzert atšķaidītu etiķskābi (skābe, kas atrodama etiķī), tomēr, izdzerot tādu pašu sērskābes koncentrāciju, rodas ķīmisks apdegums. Iemesls ir tas, ka sērskābe ir ļoti kodīga, bet etiķskābe nav tik aktīva. Kamēr skābes mēdz būt kodīgas, spēcīgākās superacids (karborāni) faktiski nav kodīgi un tos var turēt jūsu rokā. Fluorūdeņražskābe, kaut arī vāja skābe, izdalītos caur jūsu roku un uzbrukt kauliem.