A oxacid u oxokyselina je ternární kyselina složená z vodíku, kyslíku a nekovového prvku, který tvoří takzvaný centrální atom. V závislosti na počtu atomů kyslíku a následně na oxidačních stavech nekovového prvku mohou vznikat různé oxokyseliny.
Tyto látky jsou čistě anorganické; Uhlík však může tvořit jednu z nejznámějších kyselin: kyselina uhličitá, HdvaCO3. Jak ukazuje jeho chemický vzorec, má tři atomy O, jeden z C a dva z H.
Dva atomy vodíku HdvaCO3 jsou uvolňovány na médium jako H+, což vysvětluje jeho kyselé vlastnosti. Zahřátím vodného roztoku kyseliny uhličité se uvolní plyn.
Tímto plynem je oxid uhličitý, COdva, anorganická molekula, která vzniká spalováním uhlovodíků a buněčným dýcháním. Pokud je CO vrácendva do nádoby na vodu, HdvaCO3 to by se formovalo znovu; proto oxokyselina vzniká, když určitá látka reaguje s vodou.
Tato reakce není pozorována pouze u COdva, ale pro jiné anorganické kovalentní molekuly zvané oxidy kyselin.
Oxokyseliny mají obrovské množství použití, které je obtížné obecně popsat. Jeho aplikace bude do značné míry záviset na centrálním atomu a počtu kyslíků.
Mohou být použity od sloučenin pro syntézu materiálů, hnojiv a výbušnin až po analytické účely nebo výrobu nealkoholických nápojů; jako u kyseliny uhličité a kyseliny fosforečné, H3PO4, tvořící součást složení těchto nápojů.
Rejstřík článků
Obecný vzorec H.E.O pro oxokyseliny je zobrazen na obrázku výše. Jak je vidět, obsahuje vodík (H), kyslík (O) a centrální atom (E); což je v případě kyseliny uhličité uhlík, C.
Vodík v oxokyselinách je obvykle připojen k atomu kyslíku, a ne k centrálnímu atomu. Kyselina fosforečná, H3PO3, představuje konkrétní případ, kdy je jeden z vodíků vázán na atom fosforu; proto je jeho strukturní vzorec nejlépe reprezentován jako (OH)dvaOPH.
Zatímco pro kyselinu dusitou, HNOdva, má páteř H-O-N = O, takže má hydroxylovou skupinu (OH), která disociuje a uvolňuje vodík.
Jednou z hlavních charakteristik oxokyseliny je nejen to, že má kyslík, ale také to, že má OH skupinu.
Na druhou stranu, některé oxokyseliny mají takzvanou oxoskupinu, E = O. V případě kyseliny fosforité má oxoskupinu, P = O. Chybí jim atomy vodíku, takže „nejsou zodpovědní“ za kyselost.
Centrální atom (E) může, ale nemusí být elektronegativním prvkem, v závislosti na jeho umístění v p bloku periodické tabulky. Na druhou stranu kyslík, prvek mírně elektronegativní než dusík, přitahuje elektrony z vazby OH; což umožňuje uvolnění H iontu+.
E je proto navázán na OH skupiny. Když se uvolní H iont+ nastává ionizace kyselinou; to znamená, že získá elektrický náboj, který je v jeho případě záporný. Oxacid může uvolňovat tolik H iontů+ jako OH skupiny má ve své struktuře; a čím více je, tím větší je záporný náboj.
Kyselina sírová, polyprotická, má molekulární vzorec HdvaSW4. Tento vzorec lze také napsat následovně: (OH)dvaSWdva, zdůraznit, že kyselina sírová má dvě hydroxylové skupiny připojené k síře, jejímu centrálnímu atomu.
Reakce jeho ionizace jsou:
HdvaSW4 => H+ + HSO4-
Poté se uvolní druhé H+ zbývající skupiny OH, pomaleji, dokud nebude možné dosáhnout rovnováhy:
HSO4- <=> H+ + SW4dva-
Druhá disociace je obtížnější než první, protože kladný náboj (H+) dvojnásobně záporného náboje (SO4dva-).
Síla téměř všech oxokyselin, které mají stejný centrální atom (ne kov), se zvyšuje se zvyšováním oxidačního stavu centrálního prvku; což zase přímo souvisí se zvýšením počtu atomů kyslíku.
Například jsou zobrazeny tři řady oxokyselin, jejichž síly kyselosti jsou seřazeny od nejméně po největší:
HdvaSW3 < HdvaSW4
HNOdva < HNO3
HClO < HClOdva < HClO3 < HClO4
Ve většině oxokyselin, které mají různé prvky se stejným oxidačním stavem, ale patří do stejné skupiny v periodické tabulce, se zvyšuje síla kyselosti přímo s elektronegativitou centrálního atomu:
HdvaSeo3 < HdvaSW3
H3PO4 < HNO3
HBrO4 < HClO4
Jak bylo uvedeno na začátku, oxokyseliny vznikají, když určité látky, nazývané oxidy kyselin, reagují s vodou. To bude vysvětleno na stejném příkladu pro kyselinu uhličitou.
COdva + HdvaNEBO <=> HdvaCO3
Kyselý kyslík + voda => oxokyselina
Co se stane, je, že molekula H.dvaNebo je kovalentně vázán s COdva. Pokud je voda odstraněna teplem, rovnováha se posune k regeneraci COdva; to znamená, že horká soda ztratí svůj šumivý pocit dříve než studená.
Na druhou stranu, kyselé oxidy vznikají, když nekovový prvek reaguje s vodou; Přesněji řečeno, když reakční prvek tvoří kovalentní oxid, jehož rozpouštění ve vodě generuje ionty H+.
Již bylo řečeno, že H ionty+ jsou produktem ionizace výsledné oxokyseliny.
Oxid chloričitý, CldvaNEBO5, reaguje s vodou za vzniku kyseliny chlorovodíkové:
CldvaNEBO5 + HdvaO => HClO3
Oxid siřičitý, SO3, reaguje s vodou za vzniku kyseliny sírové:
SW3 + HdvaO => HdvaSW4
A periodická rez, jádvaNEBO7, reaguje s vodou za vzniku kyseliny jodisté:
JádvaNEBO7 + HdvaO => HIO4
Kromě těchto klasických mechanismů pro tvorbu oxokyselin existují i jiné reakce se stejným účelem.
Například chlorid fosforitý, PCl3, reaguje s vodou za vzniku kyseliny fosforečné, oxokyseliny a kyseliny chlorovodíkové, kyseliny halogenovodíkové.
PCl3 + 3HdvaO => H3PO3 + HCl
A chlorid fosforečný, PCl5, reaguje s vodou za vzniku kyseliny fosforečné a kyseliny chlorovodíkové.
PCl5 + 4 hdvaO => H3PO4 + HCl
Některé přechodné kovy tvoří kyselé oxidy, to znamená, že se rozpouštějí ve vodě za vzniku oxidů.
Oxid manganičitý (manganistan bezvodý) MndvaNEBO7 a oxid chromitý jsou nejčastějšími příklady.
MndvaNEBO7 + HdvaO => HMnO4 (kyselina manganová)
CrO3 + HdvaO => HdvaCrO4 (kyselina chromová)
Aby bylo možné správně pojmenovat oxokyselinu, je třeba začít určením valenčního nebo oxidačního čísla centrálního atomu E. Počínaje obecným vzorcem HEO se uvažuje o následujícím:
-O má valenci -2
-Valence H je +1
S ohledem na to je oxokyselina HEO neutrální, takže součet nábojů valencí se musí rovnat nule. Máme tedy následující algebraický součet:
-2 + 1 + E = 0
E = 1
Proto je valence E +1.
Pak se člověk musí uchýlit k možným valencím, které E. může mít. Pokud jsou mezi jeho valencemi hodnoty +1, +3 a +4, E pak „pracuje“ s nejnižší valencí.
Chcete-li pojmenovat HEO, začněte tím, že jej budete nazývat kyselinou, následovaný jménem E s příponami -ico, pokud funguje s nejvyšší valencí, nebo -oso, pokud funguje s nejnižší valencí. Pokud jsou tři nebo více, předpony hypo- a per- se používají k označení nejmenší a největší valence.
HEO by se tedy nazývalo:
Kyselina škytavka(Jméno E)medvěd
Protože +1 je nejmenší ze tří valencí. A kdyby to bylo HEOdva, pak E bude mít valenci +3 a bude se jmenovat:
Kyselina (název E)medvěd
A podobně pro HEO3, s E pracuje s valencí +5:
Kyselina (název E)ico
Níže je uvedena řada oxokyselin s příslušnými nomenklaturami..
Halogeny zasahují tvorbou oxokyselin s valencemi +1, +3, +5 a +7. Chlor, brom a jod mohou tvořit 4 typy oxokyselin odpovídající těmto valencím. Jedinou oxokyselinou, která byla úspěšně připravena z fluoru, je nestabilní hypofluoro kyselina (HOF)..
Když oxokyselina skupiny používá valenci +1, je pojmenována následovně: kyselina chlorná (HClO); kyselina bromnáková (HBrO); kyselina hypojodinová (HIO); kyselina hypofluoro (HOF).
U valence +3 se nepoužívá žádná předpona a používá se pouze přípona bear. Chlornaté kyseliny (HClOdva), bromnatý (HBrOdva) a jód (HIOdva).
U valence +5 se nepoužívá žádná předpona a používá se pouze přípona ico. Kyseliny chlorové (HClO3), bromičitý (HBrO3) a jód (HIO3).
Zatímco při práci s valencí +7 se používá předpona per a přípona ico. Kyseliny chloristé (HClO4), perbromic (HBrO4) a periodické (HIO4).
Nekovové prvky této skupiny mají nejběžnější valence -2, +2, +4 a +6, přičemž v nejznámějších reakcích tvoří tři oxokyseliny.
S valencí +2 se používá předpona škytavka a přípona medvěd. Kyseliny fosforečné (HdvaSWdva), hyposelenious (HdvaSeodva) a hypoteční (HdvaTeOdva).
U valence +4 se nepoužívá předpona a přípona bear. Kyseliny siřičité (HdvaSW3), selenious (HdvaSeo3) a telur (HdvaTeO3).
A když pracují s valencí + 6, nepoužívá se žádná předpona a přípona ico. Kyseliny sírové (HdvaSW4), selenic (HdvaSeo4) a telurické (HdvaTeO4).
Bor má valenci +3. Mají metabolické kyseliny (HBOdva), pyroborický (H4BdvaNEBO5) a ortoborický (H.3BO3). Rozdíl je v počtu vody, která reaguje s oxidem boritým.
Uhlík má valence +2 a +4. Příklady: s valencí +2, kyselina uhličitá (HdvaCOdva) a s valencí +4, kyselina uhličitá (H.dvaCO3).
Chrom má valence +2, +4 a +6. Příklady: s valencí 2, kyselina hypochromová (HdvaCrOdva); s valencí 4, kyselina chromitá (HdvaCrO3); a s valencí 6, kyselina chromová (HdvaCrO4).
Křemík má valence -4, +2 a +4. Obsahuje kyselinu metasilicic (HdvaAno3) a kyselina pyrosilicic (H4Ano4). Všimněte si, že v obou Si má valenci +4, ale rozdíl spočívá v počtu molekul vody, které reagovaly s oxidem kyseliny.
Zatím žádné komentáře