Definícia a príklady silných kyselín

Terry J Alcorn / Getty Images

Silný kyselina je taká, ktorá je úplne disociované alebo ionizované v an vodný roztok . Je to chemický druh s vysokou schopnosťou strácať protón, H⁺. Vo vode silná kyselina stráca jeden protón, ktorý je zachytený vodou a vytvára hydróniový ión:

HA (vod.) + H_dvaO → H₃O⁺(aq) + A⁻(aq)

Diprotické a polyprotické kyseliny môžu stratiť viac ako jeden protón, ale hodnota pKa „silnej kyseliny“ a reakcia sa vzťahujú len na stratu prvého protónu.

Silné kyseliny majú malú logaritmickú konštantu (pKa) a veľkú kyslú disociačnú konštantu (Ka).

Väčšina silných kyselín je korozívna, ale niektoré superkyseliny nie sú. Naproti tomu niektoré z slabé kyseliny (napr. kyselina fluorovodíková) môžu byť vysoko korozívne.

Keď sa koncentrácia kyseliny zvyšuje, schopnosť disociácie sa znižuje. Za normálnych podmienok vo vode sa silné kyseliny úplne disociujú, ale extrémne koncentrované roztoky nie.

Príklady silných kyselín

Zatiaľ čo existuje veľa slabých kyselín, existuje len málo silných kyselín. The bežné silné kyseliny zahŕňajú:

• HCl (kyselina chlorovodíková)
• H_dvaSO₄(kyselina sírová)
• HNO₃(kyselina dusičná)
• HBr (kyselina bromovodíková)
• HClO₄(kyselina chloristá)
• HI (hydroiodic acid)
• kyselina p-toluénsulfónová (organická rozpustná silná kyselina)
• kyselina metánsulfónová (tekutá organická silná kyselina)

Nasledujúce kyseliny disociujú takmer úplne vo vode, takže sa často považujú za silné kyseliny, aj keď nie sú kyslejšie ako hydroniový ión, H₃O⁺:

• HNO₃(kyselina dusičná)
• HClO₃(kyselina chlórová)

Niektorí chemici považujú hydróniový ión, kyselinu brómovú, kyselinu jodistú, kyselinu perbrómovú a kyselinu jodistú za silné kyseliny.

Ak sa schopnosť darovať protóny použije ako primárne kritérium pre silu kyseliny, potom silné kyseliny (od najsilnejších po najslabšie) by boli:

• H[SbF₆] ( kyselina fluórantimónová )
• FSO₃HSbF₅(magická kyselina)
• H(CHB_jedenásťCl_jedenásť) (karboranová superkyselina)
• FSO₃H (kyselina fluórsírová)
• CF₃SO₃H (kyselina triflová)

Toto sú „superkyseliny“, ktoré sú definované ako kyseliny, ktoré sú kyslejšie ako 100 % kyselina sírová. Superkyseliny permanentne protónujú vodu.

Faktory určujúce silu kyseliny

Možno sa čudujete, prečo sa silné kyseliny tak dobre disociujú alebo prečo sa niektoré slabé kyseliny úplne neionizujú. Do hry vstupuje niekoľko faktorov:

• Atómový polomer : So zvyšujúcim sa polomerom atómu sa zvyšuje aj kyslosť. Napríklad HI je silnejšia kyselina ako HCl (jód je väčší atóm ako chlór).
• Elektronegativita : Čím elektronegatívna je konjugovaná báza v rovnakom období periodickej tabuľky (A^-), tým je kyslejšia.
• Elektrický náboj: Čím kladnejší náboj na atóme, tým vyššia je jeho kyslosť. Inými slovami, je jednoduchšie vziať protón z neutrálneho druhu ako z protónu so záporným nábojom.
• Rovnováha: Keď kyselina disociuje, rovnováha sa dosiahne s jej konjugovanou zásadou. V prípade silných kyselín rovnováha silne uprednostňuje produkt alebo je napravo od chemickej rovnice. Konjugovaná zásada silnej kyseliny je oveľa slabšia ako zásada voda.
• Rozpúšťadlo: Vo väčšine aplikácií sa o silných kyselinách hovorí vo vzťahu k vode ako rozpúšťadlu. Avšak kyslosť a zásaditosť majú význam v nevodnom rozpúšťadle. Napríklad v kvapalnom amoniaku sa kyselina octová úplne ionizuje a možno ju považovať za silnú kyselinu, aj keď je vo vode slabou kyselinou.