Stiprių rūgščių apibrėžimas ir pavyzdžiai

Stiprus rūgšties yra tas, kuris yra visiškai atsiribojęs arba jonizuotas vandeninis tirpalas. Tai cheminė rūšis, galinti prarasti protoną, H⁺. Vandenyje stipri rūgštis praranda vieną protoną, kurį sugauna vanduo, kad susidarytų hidronio jonas:

HA (aq) + H₂O → H₃O⁺(aq) + A⁻(aq)

Diprotinės ir poliprotinės rūgštys gali prarasti daugiau nei vieną protoną, tačiau „stiprios rūgšties“ pKa reikšmė ir reakcija reiškia tik pirmojo protono praradimą.

Stiprios rūgštys turi mažą logaritminę konstantą (pKa) ir didelę rūgščių disociacijos konstantą (Ka).

Dauguma stipriųjų rūgščių yra ėsdinančios, tačiau kai kurios super rūgštys ne. Priešingai, kai kurie iš silpnos rūgštys (pvz., vandenilio fluorido rūgštis) gali būti labai ėsdinanti.

Didėjant rūgšties koncentracijai, blogėja gebėjimas atsiriboti. Esant normalioms vandens sąlygoms, stiprios rūgštys visiškai išsisklaido, tačiau ypač koncentruoti tirpalai to nedaro.

Nors yra daug silpnų rūgščių, mažai yra stiprių rūgščių. paprastosios stipriosios rūgštys apima:

• HCl (druskos rūgštis)
• H₂Taigi₄ (sieros rūgšties)
• HNO₃ (azoto rūgštis)
• HBr (vandenilio bromido rūgštis)
• HClO₄ (perchloro rūgštis)
• HI (hidrojodido rūgštis)
• p-toluensulfoninė rūgštis (organiškai tirpi stipri rūgštis)
• metansulfoninė rūgštis (skysta organinė stipri rūgštis)

Šios rūgštys beveik visiškai išsisklaido vandenyje, todėl jos dažnai laikomos stipriosiomis rūgštimis, nors jos nėra rūgštesnės už hidronio joną, H₃O⁺:

• HNO₃ (azoto rūgštis)
• HClO₃ (chloro rūgštis)

Kai kurie chemikai stipriomis rūgštimis laiko hidronio joną, bromo rūgštį, periodinę rūgštį, perbromo rūgštį ir periodinę rūgštį.

Jei gebėjimas paaukoti protonus naudojamas kaip pagrindinis rūgšties stiprumo kriterijus, stipriosios rūgštys (nuo stipriausių iki silpniausių) būtų:

• H [SbF₆] (fluoroantimono rūgštis)
• FSO₃HSbF₅ (stebuklinga rūgštis)
• H (CHB₁₁Kl₁₁) (angliavandenių superacidas)
• FSO₃H (fluoro sieros rūgštis)
• CF₃Taigi₃H (trifilo rūgštis)

Tai yra „super rūgštys“, kurios apibūdinamos kaip rūgštys, kurios yra rūgštesnės nei 100% sieros rūgšties. Superacidai visam laikui protonuoja vandenį.

Jums gali kilti klausimas, kodėl stipriosios rūgštys taip gerai išsisklaido arba kodėl kai kurios silpnos rūgštys nevisiškai jonizuoja. Keletas veiksnių:

• Atomo spindulys: Didėjant atominiam spinduliui, didėja ir rūgštingumas. Pavyzdžiui, HI yra stipresnė rūgštis nei HCl (jodas yra didesnis atomas nei chloras).
• Elektronegatyvumas: Kuo elektronegatyvesnė konjuguota bazė tame pačiame periodinės lentelės laikotarpyje (A^-), tuo rūgštesnis.
• Elektrinis krūvis: Kuo teigiamas atomo krūvis, tuo didesnis jo rūgštingumas. Kitaip tariant, protoną lengviau paimti iš neutralios rūšies nei iš neigiamo krūvio.
• Pusiausvyra: Kai rūgštis išsiskiria, pusiausvyra pasiekiama su jos konjuguota baze. Jei stiprios rūgštys, pusiausvyra labai palaiko produktą arba yra dešinėje nuo cheminės lygties. Konjuguota stiprios rūgšties bazė yra daug silpnesnė nei vanduo.
• Tirpiklis: Daugelyje atvejų stipriosios rūgštys yra aptariamos kaip vanduo kaip tirpiklis. Tačiau nevandeniniame tirpiklyje rūgštingumas ir šarmingumas turi prasmę. Pvz., Skystame amoniake acto rūgštis visiškai jonizuojasi ir gali būti laikoma stipria rūgštimi, net jei tai ir silpna rūgštis vandenyje.