Okyselina - Oxyacid
 | tento článek potřebuje další citace pro ověření. (Březen 2016) (Zjistěte, jak a kdy odstranit tuto zprávu šablony) |
An kyslík, oxokyselinanebo ternární kyselina je kyselina který obsahuje kyslík. Konkrétně se jedná o sloučeninu, která obsahuje vodík, kyslík a alespoň jeden další živel, s alespoň jedním vodík atomová vazba na kyslík, která může disociovat za vzniku H+ kation a anion kyseliny.[1]
Popis
Pod Lavoisierova původní teorie, všechny kyseliny obsahovaly kyslík, který byl pojmenován z řeckého ὀξύς (oxys: kyselina, ostrá) a kořen -γενής (-genes: tvůrce). Později bylo zjištěno, že některé kyseliny, zejména kyselina chlorovodíková, neobsahovaly kyslík, a tak se kyseliny rozdělily na oxykyseliny a tyto nové kyselin.
Všechny oxykyseliny mají kyselý vodík vázaný na atom kyslíku, takže síla vazby (délka) není faktorem, jako je tomu u binárních nekovových hydridů. Elektronegativita centrálního atomu (X) a počet atomů O spíše určují kyselost kyslíku. Se stejným centrálním atomem X se zvyšuje síla kyseliny se zvyšujícím se počtem kyslíků připojených k X. Se stejným počtem kyslíků kolem E se zvyšuje síla kyseliny s elektronegativitou X.
Ve srovnání se solí jejich deprotonovaných forem je oxyanionty Okyseliny jsou obecně méně stabilní a mnohé z nich existují pouze formálně jako hypotetické druhy nebo existují pouze v roztoku a nelze je izolovat v čisté formě. Existuje několik obecných důvodů: (1) mohou kondenzovat za vzniku oligomery (např. H2CrO4 do H2Cr2Ó7), nebo dehydratovat úplně za vzniku anhydridu (např. H2CO3 do CO2), (2) mohou být nepřiměřené vůči jedné sloučenině s vyšším a druhé s nízkým oxidačním stavem (např. HClO2 na HClO a HClO3), nebo (3) mohou existovat téměř úplně jako další, stabilnější tautomerní forma (např. kyselina fosforitá P (OH)3 existuje téměř úplně jako kyselina fosfonová HP (= O) (OH)2). Kyselina chloristá (HClO4), kyselina sírová (H2TAK4) a kyselina dusičná (HNO3) je několik běžných oxykyselin, které se relativně snadno připravují jako čisté látky.
Imidové kyseliny jsou vytvořeny nahrazením = O s = NR v kyselině.[2]
Vlastnosti
Molekula kyslíku obsahuje strukturu X-O-H, kde mohou být k centrálnímu atomu X připojeny další atomy nebo skupiny atomů. řešení, na kterou lze takovou molekulu disociovat ionty dvěma odlišnými způsoby:
- X − O − H ⇄ (X − O)− + H+
- X − O − H ⇄ X+ + OH−[3]
Pokud je centrální atom X silně elektronegativní, pak silně přitahuje elektrony atomu kyslíku. V takovém případě je vazba mezi atomem kyslíku a vodíku slabá a sloučenina snadno ionizuje způsobem, který tvoří první ze dvou chemické rovnice výše. V tomto případě je sloučenina XOH kyselina, protože uvolňuje a proton, tj. vodíkový ion. Například, dusík, síra a chlór jsou silně elektronegativní prvky, a proto kyselina dusičná, kyselina sírová, a kyselina chloristá, jsou silné kyseliny.
Pokud je však elektronegativita X nízká, pak se sloučenina disociuje na ionty podle druhé chemické rovnice a XOH je zásaditý hydroxid. Příklady takových sloučenin jsou hydroxid sodný NaOH a hydroxid vápenatý Ca (OH)2.[3] Vzhledem k vysoké elektronegativitě kyslíku je však většina běžných oxobází, jako je hydroxid sodný, ve vodě silně bazických, ve srovnání s jinými bázemi jen mírně zásaditá. Například pKa konjugované kyseliny z hydroxid sodný, voda, je 15,7, zatímco u amid sodný, amoniak, je blíže k 40, takže hydroxid sodný je mnohem slabší báze než amid sodný.[3]
Pokud je elektronegativita X někde mezi, sloučenina může být amfoterní, a v takovém případě se může disociovat na ionty oběma způsoby, v prvním případě při reakci s základny, a v druhém případě při reakci s kyselinami. Mezi příklady patří alifatické alkoholy, jako ethanol.[3]
Anorganické oxykyseliny mají obvykle chemický vzorec typu HmXOn, kde X je atom fungující jako a centrální atom, zatímco parametry m a n závisí na oxidační stav prvku X. Ve většině případů prvek X je nekovový, ale někteří kovy, například chrom a mangan, mohou tvořit oxykyseliny, pokud se vyskytují na nejvyšší úrovni oxidační stavy.[3]
Když se kyslíkaté kyseliny zahřívají, mnoho z nich disociuje na vodu a anhydrid kyseliny. Ve většině případů takové anhydridy jsou oxidy nekovů. Například, oxid uhličitý, CO2, je anhydrid kyselina uhličitá, H2CO3, a oxid sírový, TAK3, je anhydrid kyselina sírová, H2TAK4. Tyto anhydridy rychle reagují s vodou a znovu vytvářejí tyto oxykyseliny.[4]
Mnoho organické kyseliny, jako karboxylové kyseliny a fenoly, jsou oxykyseliny.[3] Jejich molekulární struktura je však mnohem komplikovanější než u anorganických oxykyselin.
Většina běžně se vyskytujících kyselin jsou oxykyseliny.[3] Ve skutečnosti v 18. století Lavoisier předpokládal, že všechny kyseliny obsahují kyslík a že kyslík způsobuje jejich kyselost. Z tohoto důvodu dal tomuto prvku své jméno, oxygenium, odvozený od řecký a význam výrobce kyselin, který je stále ve více či méně upravené podobě používán ve většině jazyků.[5] Později však Humphry Davy ukázal, že tzv kyselina solná neobsahoval kyslík, přestože byl silnou kyselinou; místo toho je to řešení chlorovodík, HCl.[6] Takové kyseliny, které neobsahují kyslík, jsou dnes známé jako hydrokyseliny.
Názvy anorganických oxykyselin
Mnoho anorganických oxykyselin se tradičně nazývá jmény končícími tímto slovem kyselina a které také v poněkud pozměněné formě obsahují kromě vodíku a kyslíku název prvku, který obsahují. Známé příklady takových kyselin jsou kyselina sírová, kyselina dusičná a kyselina fosforečná.
Tato praxe je plně zavedená a IUPAC přijal taková jména. Ve světle proudu chemická nomenklatura, tato praxe je však velmi výjimečná, protože systematické názvy všech ostatních sloučenin se tvoří pouze podle toho, jaké prvky obsahují a jaká je jejich molekulární struktura, ne podle toho, jaké další vlastnosti (například kyselost ) oni mají.[7]
IUPAC však nedoporučuje volat budoucí sloučeniny, které dosud nebyly objeveny, s názvem končícím tímto slovem kyselina.[7] Kyseliny lze skutečně nazývat jmény vytvořenými přidáním slova vodík před odpovídajícím anion; například kyselina sírová by se dala nazvat stejně dobře hydrogensíran (nebo dihydrogensulfát).[8] Ve skutečnosti by podle pravidel IUPAC byl plně systematický název kyseliny sírové dihydroxidodioxidosulfur a iont síranu, tetraoxidosulfát (2−),[9] Taková jména se však téměř nikdy nepoužívají.
Stejný prvek však může ve směsi s vodíkem a kyslíkem tvořit více než jednu kyselinu. V takových případech Angličtina praxe rozlišovat takové kyseliny je používat příponu -ic ve jménu prvku ve jménu kyseliny obsahující více atomů kyslíku a příponu -ous ve jménu prvku ve jménu kyseliny obsahující méně atomů kyslíku. Tak například kyselina sírová je H2TAK4, a kyselina sírová, H2TAK3. Analogicky, kyselina dusičná je HNO3, a kyselina dusitá, HNO2. Pokud existují více než dvě oxykyseliny se stejným prvkem jako centrální atom, pak se v některých případech rozlišují kyseliny přidáním předpony za- nebo hypo- na jejich jména. Předpona za-se však používá pouze tehdy, když je centrálním atomem a halogen nebo a prvek skupiny 7.[8] Například, chlór má čtyři následující oxykyseliny:
- kyselina chlorná HClO
- kyselina chloritá HClO2
- kyselina chlorovodíková HClO3
- kyselina chloristá HClO4
Přípona -ite vyskytuje se ve jménech aniontů a solí odvozených od kyselin, jejichž názvy končí příponou -ous. Na druhou stranu přípona -ate vyskytuje se ve jménech aniontů a solí odvozených od kyselin, jejichž názvy končí příponou -ic. Předpony hypo- a za- vyskytují se ve jménu aniontů a solí; například iont ClO−
4 je nazýván chloristan.[8]
V několika případech předpony orto- a para- vyskytují se ve jménech některých oxykyselin a jejich derivátových aniontů. V takových případech para- kyselina je to, co lze považovat za zbývající část orto- kyselina, pokud a voda molekula je oddělena od orto- molekula kyseliny. Například, kyselina fosforečná, H3PO4, byl někdy nazýván kyselina ortofosforečná, abychom jej odlišili od kyselina metafosforečná, HPO3.[8] Nicméně podle IUPAC aktuální pravidla, předpona orto- by měl být použit pouze ve jménech kyselina orthotellurová a kyselina ortoperiodová a jejich odpovídající anionty a soli.[10]
Příklady
V následující tabulce vzorec a název aniontu odkazují na to, co zbylo z kyseliny, když ztratí Všechno jeho atomy vodíku jako protony. Mnoho z těchto kyselin však je polyprotické, a v takových případech také existuje jeden nebo více intermediálních aniontů. Ve jménu těchto aniontů předpona vodík- (ve starší nomenklatuře bi-) se přidá s číselné předpony V případě potřeby. Například, TAK2−
4 je síran anion a HSO−
4, hydrogensíran (nebo bisulfátový) anion. Podobně, PO3−
4 je fosfát, HPO2−
4 je hydrogenfosforečnan a H
2PO−
4 je dihydrogenfosfát.
Zdroje
- Kivinen, Antti; Mäkitie, Osmo (1988). Kemia (ve finštině). Helsinky, Finsko: Otava. ISBN 951-1-10136-6.
- Nomenklatura anorganických sloučenin, doporučení IUPAC 2005 (Červená kniha 2005). Mezinárodní unie pro čistou a aplikovanou chemii. 2005. ISBN 0-85404-438-8.[mrtvý odkaz ]
- Otavan suuri ensyklopedia, svazek 2 (Cid-Harvey) (ve finštině). Helsinky, Finsko: Otava. 1977. ISBN 951-1-04170-3.
Viz také
Reference
- ^ Chemistry, International Union of Pure and Applied. IUPAC Kompendium chemické terminologie. iupac.org. IUPAC. doi:10.1351 / zlatá kniha.O04374.
- ^ Chemistry, International Union of Pure and Applied. IUPAC Kompendium chemické terminologie. iupac.org. IUPAC. doi:10.1351 / goldbook.I02949.
- ^ A b C d E F G Kivinen, Mäkitie: Kemia, str. 202-203, kapitola = Happihapot
- ^ „Hapot“. Otavan iso Fokus, část 2 (El-Io). Otava. 1973. str. 990. ISBN 951-1-00272-4.
- ^ Otavan suuri Ensyklopedia, s. 1606, čl. Happi
- ^ Otavan suuri Ensyklopedia, s. 1605, čl. Hapot ja emäxet
- ^ A b Červená kniha 2005, s. 124, kapitola IR-8: Anorganické kyseliny a deriváty
- ^ A b C d E Kivinen, Mäkitie: Kemia, str. 459-461, kapitola Kemian nimistö: Hapot
- ^ A b Červená kniha 2005, s. 129-132, tabulka IR-8-1
- ^ A b C d Červená kniha 2005, s. 132, poznámka a
- ^ Encyklopedie elektrochemických zdrojů energie. Garche, Jürgen., Dyer, Chris K. Amsterdam: Academic Press. 2009. s. 854. ISBN 978-0444527455. OCLC 656362152.CS1 maint: ostatní (odkaz)
externí odkazy
- Definice „oxokyseliny“ podle IUPAC (z Zlatá kniha)