Idrazia

Cosa sono Hydrace?

IL Idrazia, o acidi binari, sono composti disciolti in acqua composti da idrogeno e un elemento non metallico: alogenuri di idrogeno. La sua formula chimica generale può essere espressa come HX, dove h è l'atomo di idrogeno e x l'elemento non metallico.

X può appartenere al gruppo 17, agli alogeni o agli elementi del gruppo 16 senza includere ossigeno. A differenza degli oxoacidi, gli idracidi mancano di ossigeno. Poiché gli idraceidi sono composti covalenti o molecolari, il collegamento H-X deve essere considerato. Questo è di grande importanza e definisce le caratteristiche di ogni idrazia.

Link h-x

Formula chimica generale di idrazia. Fonte: Gabriel Bolívar

Cosa si può dire del collegamento H-X? Come si può vedere nell'immagine superiore, esiste un prodotto permanente del momento di dipolo delle diverse elettronegatività tra H e X. Poiché X è generalmente più elettronegativo di H, attira la sua nuvola elettronica e termina con un carico parziale negativo Δ-.

Invece H, quando dà parte della sua densità elettronica a X, termina con un carico parziale positivo Δ+. Più Δ-, più ricchi degli elettroni sarà x e maggiore è la carenza elettronica di H. Pertanto, a seconda di quale elemento è x, un'idraccia può essere più o meno polare.

L'immagine mostra anche la struttura degli idracidi. H-X è una molecola lineare, che può interagire con un'altra con una delle sue estremità. Più polare è HX, le sue molecole interagiranno con una maggiore forza o affinità. Di conseguenza, i suoi punti di ebollizione o fusione aumenteranno.

Tuttavia, le interazioni H-X-H-X rimangono abbastanza deboli da causare un'idrace solida. Pertanto, in condizioni di pressione e temperatura ambiente sono sostanze gassose; Tranne HF, che evapora sopra i 20 ° C.

Perché? Perché HF è in grado di formare forti ponti idrogeno. Mentre altri idraceidi, i cui elementi non metallici sono meno elettronegativi, possono appena essere in una fase liquida inferiore a 0º C. HCl, ad esempio, bollire a -85º c approssimativamente.

Sono sostanze acide idracee? La risposta è nel carico parziale positivo Δ+ sull'atomo di idrogeno. Se Δ+ è molto grande o il legame H-X molto debole, allora HX sarà un forte acido, come nel caso di tutti gli idraceni alogeni, una volta che i rispettivi alogenuri sono sciolti in acqua.

Caratteristiche di Hydrace

Fisico

Soluzioni trasparenti

Visibilmente tutti gli idracidi sono soluzioni trasparenti, poiché HX sono molto solubili in acqua. Possono avere toni giallastri in base alle concentrazioni di HX disciolte.

Stanno fumando

Ciò significa che emanano vapori densi, corrosivi e irritanti (alcuni di loro sono persino nauseabundos). Questo perché le molecole HX sono molto volatili e interagiscono con il vapore acqueo che circonda le soluzioni. Inoltre, HX nelle loro forme anidro sono composti gassosi.

Sono conduttori di elettricità

L'idrazia sono buoni conduttori di elettricità. Sebbene HX siano specie gassose in condizioni atmosferiche, quando si dissolvono in acqua rilasciano ioni (H⁺X^-), che consentono il passaggio della corrente elettrica.

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I suoi punti di ebollizione sono più alti di quelli delle loro forme anidro

Cioè, HX (AC), che indica l'idrazia, bolle a temperature superiori a HX (G). Ad esempio, idrogeno cloruro, hcl (g), bolle a -85º c, ma acido idraclorico, la sua idrazia, circa 48º c.

Perché? Perché le molecole gassose HX sono circondate dall'acqua. Tra questi, due tipi di interazioni possono verificarsi contemporaneamente: Bridges HX - H₂Oppure - HX o Solverazione ionica, H₃O⁺(AC) e X^-(AC). Questo fatto è direttamente correlato alle caratteristiche chimiche di Hydrace.

Sostanze chimiche

Gli idracidi sono soluzioni molto acide, quindi hanno protoni acidi H₃O⁺ Disponibile per reagire con altre sostanze.

Dove si presenta h h₃O⁺? Dell'atomo di idrogeno con carico parziale positivo Δ+, che si dissocia nell'acqua e finisce incorporando in modo covalente in una molecola d'acqua:

HX (AC) + H₂O (l) x^-(AC) + H₃O⁺(AC)

Si noti che l'equazione corrisponde a una reazione che stabilisce un equilibrio. Quando la formazione di x^-(AC) + H₃O⁺(AC) è termodinamicamente molto favorito, HX rilascerà il suo protone d'acqua in acqua; E poi questo, con H₃O⁺ Come nuovo "portatore", puoi reagire con un altro composto, anche se quest'ultimo non è una base forte.

Quanto sopra spiega le caratteristiche acide di Hydrace. Questo accade per tutti gli HX disciolti in acqua; Ma alcuni generano più soluzioni acide di altre. Per quello che è questo? Le ragioni possono essere molto complicate. Non tutti HX (AC) favoriscono il saldo precedente a destra, cioè verso x^-(AC) + H₃O⁺(AC).

Acidità

E l'eccezione è osservata in acido fluorico, HF (AC). Il fluoro è molto elettronegativo, quindi riduce la distanza del collegamento H-X, rafforzandolo davanti alla sua rottura mediante azione idrica.

Allo stesso modo, il collegamento H-F ha una sovrapposizione molto migliore per le ragioni delle radio atomiche. D'altra parte, i collegamenti H-Cl, H-Br o H-I sono più deboli e tendono a dissociarsi completamente nell'acqua, al punto di rompere con l'equilibrio sopravvalutato sopra.

Questo perché gli altri alogeni o calcogeni (zolfo, ad esempio), hanno radio atomiche più grandi e, quindi, orbitali più ingombranti. Di conseguenza, il collegamento H-X presenta la sovrapposizione orbitale più povera in quanto X è più grande, che a sua volta ha una forza acida quando sono in contatto con l'acqua.

In questo modo, l'ordine decrescente di acidità per idracidi alogeni è il seguente: HF< HCl

Nomenclatura di idracidi

Forma anidra

Nelle sue forme anidro, Hx (G), dovrebbero essere menzionati come dettati per gli alogenuri di idrogeno: aggiunta del suffisso -aurochs Alla fine dei loro nomi.

Ad esempio, l'HI (g) è costituito da un alogenuro (o idruro) formato da idrogeno e iodio, quindi il suo nome è: yodaurochs di idrogeno. Perché di solito i non metalli sono più elettronegativi dell'idrogeno, ha un numero di ossidazione di +1. In Nah, d'altra parte, l'idrogeno ha un numero di ossidazione di -1.

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Questo è un altro modo indiretto di differenziare gli idrori molecolari da alogeni alogeni o idrogeno da altri composti.

Una volta hx (g) tra il contatto con l'acqua, è rappresentato come HX (AC) e quindi ha l'idrazia.

In soluzione acquosa

Per nominare l'idrazia, HX (AC), il suffisso dovrà essere sostituito -aurochs delle sue forme anidro dal suffisso -Acqua. E dovrebbe essere menzionato come gli acidi prima. Pertanto, per l'esempio precedente, l'HI (AC) è chiamato come: acido yodAcqua.

Come sono Hydrace?

Dissoluzione diretta degli alogenuri di idrogeno

Gli idraceidi possono essere formati mediante una semplice dissoluzione dei corrispondenti alogenuri di idrogeno in acqua. Questo può essere rappresentato con la seguente equazione chimica:

Hx (g) => hx (ac)

HX (G) è molto solubile in acqua, quindi non c'è equilibrio di solubilità, a differenza della sua dissociazione ionica per rilasciare protoni acidi.

Tuttavia, esiste un metodo sintetico che è preferito perché utilizza sali o minerali di materie prime, dissolvendoli a basse temperature con acidi forti.

Dissoluzione dei sali non metal con acidi

Se il sale della tabella, il NaCl, si dissolve con acido solforico concentrato, si verifica la seguente reazione:

NaCl (S) +H₂SW₄(AC) => HCl (AC) +Nahso₄(AC)

L'acido solforico dona uno dei suoi protoni acidi al cloruro anionico CL^-, trasformandolo così in acido cloridrico. Da questa miscela può sfuggire al cloruro di idrogeno, HCl (G), perché è molto volatile, specialmente se la sua concentrazione nell'acqua è molto alta. L'altro sale prodotto è il solfato di acido sodio, Nahso₄.

Un altro modo per produrre è sostituire l'acido solforico con acido fosforico concentrato:

NaCl (S) + H₃Po₄(AC) => HCl (AC) + NAH₂Po₄(AC)

Il h₃Po₄ reagisce allo stesso modo di H₂SW₄, Produzione di acido cloridrico e fosfato di taglio del sodio. Il NaCl è la fonte dell'anione Cl^-, in modo che sintetizzare gli altri idracesti, sali o minerali contenenti f sono necessari^-, Br^-, Yo^-, S^2-, eccetera.

Ma l'uso di H₂SW₄ o h₃Po₄ Dipenderà dalla sua forza ossidativa. Il h₂SW₄ È un agente ossidante molto forte, al punto che ossida anche il BR^- e io^- alle sue forme molecolari Br₂ e io₂; Il primo è un liquido rossastro e il secondo un solido viola. Pertanto, h₃Po₄ rappresenta l'alternativa preferita in tale sintesi.

Usi di Hydrace

Pulitori e solventi

Gli idracidi in sostanza sono usati per dissolvere diversi tipi di materia. Questo perché sono acidi forti e con moderazione possono pulire qualsiasi superficie.

I loro protoni acidi vengono aggiunti ai composti di impurità o sporcizia, rendendoli solubili nell'ambiente acquoso e vengono quindi trascinati dall'acqua.

Secondo la natura chimica di detta superficie, può essere utilizzata un'idrazia o l'altra. Ad esempio, l'acido fluorohorico non può essere usato per pulire il vetro in quanto li dissolverebbe nell'atto. L'acido cloridrico viene utilizzato per rimuovere i punti sulle piastrelle della piscina.

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Sono anche in grado di dissolvere rocce o campioni solidi, e quindi utilizzati per scopi analitici o di produzione su scale piccole o grandi. Nella cromatografia a scambio ionico, l'acido cloridrico diluito viene utilizzato per pulire la colonna ionica rimanente.

Catalizzatori acidi

Alcune reazioni richiedono soluzioni molto acide per accelerarle e ridurre il tempo in cui ha luogo. È qui che entrano gli idracidi.

Un esempio di ciò è l'uso di acido iaridico nella sintesi dell'acido acetico glaciale. L'industria petrolifera ha anche bisogno di idraferia nei processi di raffineria.

Reagenti per la sintesi di composti organici e inorganici

Gli idracidi non solo forniscono protoni acidi, ma anche i loro rispettivi anioni. Questi anioni possono reagire con un composto organico o inorganico per formare un alogenuro specifico.

In questo modo, fluoruri, cloruri, ioduro.

Questi Haluros possono avere applicazioni molto diverse. Ad esempio, possono essere usati per sintetizzare polimeri, come il teflon; o intermediari, da cui gli atomi alogeni saranno incorporati nelle strutture molecolari di alcuni farmaci.

Supponiamo che la molecola ch₃Cap₂Oh, etanolo, reagisce con HCl per formare etil cloruro:

Cap₃Cap₂OH + HCl => CH₃Cap₂Cl + H₂O

Ognuna di queste reazioni nasconde un meccanismo e molti aspetti che sono considerati nella sintesi organica.

Esempi di idracesti

Non ci sono molti esempi disponibili per gli idracidi, poiché il numero di possibili composti è naturalmente limitato. Per questo motivo, alcuni idracidi aggiuntivi sono elencati di seguito con la rispettiva nomenclatura (l'abbreviazione (AC)) viene ignorata:

HF, acido fluorico

Idraceide binaria le cui molecole H-F formano forti ponti idrogeno, al punto che in acqua è un acido debole.

H₂S, acido solfidrico

A differenza degli idracidi considerati fino ad allora, è poliatomico, cioè ha più di due atomi, tuttavia, continua ad essere binario in quanto sono due elementi: zolfo e idrogeno.

Le sue molecole angolari H-S-H non formano ponti idrogeno apprezzabili e possono essere rilevate dal loro marciume caratteristico delle uova marce.

HCl, acido cloridrico

Uno degli acidi più noti nella cultura popolare. Fa anche parte della composizione del succo gastrico, presente nello stomaco, e insieme agli enzimi digestivi degradano il cibo.

Hbr, acido bromidrico

Come acido iaridrico, in una fase gassosa è costituito da molecole lineari H-br, che si dissociano sugli ioni H⁺ (H₃O⁺) e br^- Quando entrano in acqua.

H₂Tè, acido teluridrico

Sebbene il Telurio abbia un certo carattere metallico, la sua idracro emana vapori spiacevoli ed estremamente velenosi, come l'acido seleenidrico.

Così come l'altra idrazia delle tracce^2-, Quindi il suo valencia è -2.

Riferimenti

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