Syror

Syror  är kemiska föreningar som kan donera en vätekatjon ( Brønsted syror ), eller föreningar som kan acceptera ett elektronpar för att bilda en kovalent bindning ( Lewis syror ) [1] .

I vardagsliv och teknik betyder syror vanligtvis Bronsted-syror, som bildar ett överskott av hydroniumjoner H 3 O + i vattenlösningar . Närvaron av dessa joner orsakar sur smak av sura lösningar, förmågan att ändra färgen på indikatorer och, i höga koncentrationer, den irriterande effekten av syror. De rörliga väteatomerna i syror kan ersättas av metallatomer med bildning av salter som innehåller metallkatjoner och anjoner av syraresten .

Definition av en syra

Historien om utvecklingen av idéer om syror

Syror som en klass av kemiska föreningar med ett antal liknande egenskaper har varit kända sedan urminnes tider.

År 1778 föreslog den franske kemisten Antoine Lavoisier att deras sura egenskaper berodde på närvaron av syre i deras sammansättning . Denna hypotes visade sig vara ohållbar, eftersom många syror inte har syre i sin sammansättning, medan många syrehaltiga föreningar inte uppvisar sura egenskaper. Det var dock denna hypotes som gav namnet till syre som ett kemiskt element [2] . År 1833 definierade den tyske kemisten Justus Liebig en syra som en vätehaltig förening där väte kan ersättas med en metall [2] .

Det första försöket att skapa en allmän teori om syror och baser gjordes av den svenske fysikaliska kemisten Svante Arrhenius . I hans teori, formulerad 1887, definierades en syra som en förening som dissocierar i en vattenlösning för att bilda vätejoner H + [2] . Arrhenius-teorin visade snabbt sina begränsningar. Först fann man att det är omöjligt att föreställa sig förekomsten av en olöst H + -katjon i lösning; för det andra tog Arrhenius-teorin inte hänsyn till lösningsmedlets effekt på syra-basjämvikter; slutligen visade sig teorin vara otillämplig på icke-vattenhaltiga system [3] .

Enligt Franklins lösningsmedelsteori, skapad 1924, var en syra ett ämne som, när det löstes upp, ökade antalet av samma katjoner som bildas under dissociationen av lösningsmedlet. Denna teori har spelat en viktig roll i studiet av icke-vattenhaltiga lösningar av syror. Den kemiska teorin om syror och baser bildades i verk av A. Hanch (1917-1927). Enligt Hanch kallas väteföreningar för syror, där de senare kan ersättas med en metall- eller icke-metallradikal för att bilda ett salt [2] .

År 1923 dök Brønsted-Lowry och Lewis teorier om syror och baser upp, som används flitigt för närvarande [4] .

Syra i Brønsted-Lowry-teorin

I protonteorin om syror och baser, framställd 1923 oberoende och nästan samtidigt av den danske vetenskapsmannen J. Bronsted och den engelske vetenskapsmannen T.-M. Lowry (Lauri) , en syra är en förening eller en molekylär jon som kan donera en proton till en annan kemisk förening - en bas [5] . Enligt Brønsted-Lowry-teorin är en syra alltid involverad i den kemiska interaktionen mellan syror och baser - en protondonator (Brønsted-syra) och dess konjugerade bas - vilken förening som helst som kan fästa en proton (Brønsted-bas). Eftersom en bas kan ses som produkten av avlägsnandet av en proton från en syra, är den konjugerade syrans elektriska laddning alltid en mindre än laddningen av dess konjugerade bas. Till exempel motsvarar syran HCl dess konjugerade bas, kloridjonen Cl − [6] [2] .

Syra i Lewis teori

Enligt elektronteorin som föreslogs 1923 av den amerikanske fysikaliska kemisten G. N. Lewis , är en syra ett ämne som accepterar ett elektronpar och bildar en bindning med en Lewis-bas på grund av detta elektronpar [7] . Syror i Lewis-teorin kan vara molekyler med ett ofyllt åttaelektronskal (BF 3 , SO 3 ), komplexbildande metallkatjoner (Fe 2+ , Zn 2+ ), övergångsmetallhalider (TiCl 4 ) , molekyler med polära dubbelbindningar ( SO 2 ) , karbokater . Jämfört med Brønsted-Lowry-teorin är Lewis-teorin mer generell och täcker ett bredare spektrum av syror [3] [4] .

Nyckelegenskapen som bestämmer förmågan hos en Lewis-syra att interagera med en Lewis-bas är energiöverensstämmelsen mellan den lägsta fria molekylära orbital som accepterar ett elektronpar och den högsta ockuperade molekylära orbital som detta elektronpar lämnar. Denna förmåga beaktades inom ramen för Pearsons princip om hårda och mjuka syror och baser (HICA-principen). Denna princip fastställer att mjuka syror är mest benägna att interagera med mjuka baser och hårda syror med hårda baser. I detta fall förstås hårda syror som Lewis-syror som har en stor positiv laddning, hög elektronegativitet och låg polariserbarhet . Däremot har mjuka syror en låg positiv laddning, låg elektronegativitet och hög polariserbarhet. Eftersom dessa egenskaper ändras smidigt, intar ett antal Lewis-syror en mellanposition mellan hård och mjuk [4] . Principen för GMKO har inget kvantitativt kriterium för bedömning av syrors styrka, så den kan inte tillämpas på analytiska beräkningar [3] .

Syra i Usanovichs allmänna teori

År 1939 formulerade M. I. Usanovich en allmän teori om syror och baser, enligt vilken en syra är en partikel som kan donera katjoner , inklusive en proton , eller lägga till anjoner , inklusive en elektron . Således omfattar begreppet en syra, enligt Usanovich, både Bronsted- och Lewis-syror, samt oxidationsmedel [3] . Dessutom anses själva begreppet surhet, såväl som basicitet, i Usanovichs allmänna teori inte som en funktion av ämnet som sådant, utan som den roll som det spelar beroende på reaktionspartnern [9] .

Klassificering av syror

Förutom uppdelningen i Lewis-syror och Bronsted-syror klassificeras de senare vanligtvis enligt olika formella kriterier:

• Beroende på innehållet av syreatomer [10] :

• anoxiska ( HCl , H2S , HCN )-vattenlösningar av halogenider , pseudohalider och lägre kalkogenider ;
• syreinnehållande ( HNO3 , H2SO4 , C6H5COOH ) . _ _ _ _ _ _ Oorganiska syrehaltiga syror är sura hydroxider .

• Enligt antalet sura väteatomer [ 10] :

• monobasisk ( HNO3 ) ;
• dibasisk ( H2SeO4 ) ; _
• tribasisk ( H3P04 , H3B03 , H3P03S ) ; _ _ _ _ _ _ _ _
• polybasisk ( H8C6O7 ) . _ _ _

• Av styrka
  • Starka dissocierar nästan helt, dissociationskonstanter är större än 1⋅10 −3 ( HNO 3 );
  • Svag - dissociationskonstanten är mindre än 1⋅10 −3 ( ättiksyra Ka = 1,7⋅10 −5 ) .
• Genom hållbarhet
  • Stabil ( H2SO4 ) ; _
  • Instabil ( H 2 CO 3 ).
• Genom att tillhöra klasserna av kemiska föreningar
  • Oorganisk ( HBr , H2SO4 ) ; _ _
  • Organisk ( HCOOH , CH3COOH , C3H2O2 ) ; _ _ _ _ _ _
• Genom volatilitet
  • Flyktiga ( HNO3 , H2S ) ; _
  • Icke - flyktig ( H2SO4 ) ;
• Genom löslighet i vatten
  • Löslig ( H2SO4 ) ; _
  • Olöslig ( H2SiO3 ) ; _
• Beroende på innehållet av metallatomer
  • Metallinnehållande ( HMnO4 , H2TiO3 ) ; _ _
  • Icke-metallisk ( HNO3 , HCN ) .

Nomenklatur för syror

Nomenklatur för oorganiska syror

Namnen på syrehaltiga syror består av två delar: syrans egennamn, uttryckt som ett adjektiv , och gruppordet syra ( svavelsyra , fosforsyra ). Det riktiga namnet på syran bildas från det ryska namnet på det syrabildande elementet genom att lägga till olika suffix:

• -n- , -ov- , -ev- (om elementet är i ett enda eller högsta oxidationstillstånd );
• det mellanliggande oxidationstillståndet +5 betecknas med suffixet -novat- ( klorsyra HClO3 , bromsyra HBrO3 , jodsyra HIO3 ) ;
• mellanliggande oxidationstillstånd +3 och +4 betecknas med suffixet -(s ) ist- ( arseniksyra HAsO2 , klorsyra HClO2 ) ;
• oxidationstillstånd +1 betecknas med suffixet -novatist- ( salpetersyrlighet H 2 N 2 O 2 , underklorsyrlighet HClO).

Om det syrabildande elementet i två syror är i samma oxidationstillstånd, men syrorna skiljer sig i "vatteninnehåll", så för en syra med lägre syrehalt läggs prefixet meta- till namnet och för en syra med hög syrehalt, prefixet orto- , till exempel metafosforsyra HPO 3 och ortofosforsyra H 3 PO 4 .

Syrehaltiga syror med flera syrabildande element kallas isopolysyror . De hänvisas vanligtvis till med sina traditionella namn ( difosforsyra H 4 P 2 O 7 , disulfuric acid H 2 S 2 O 7 ).

Syror där syreatomer är ersatta av svavelatomer kallas tiosyror och har motsvarande prefix tio- ( tiofosforsyra H 3 PO 3 S). Om hydroxylgrupperna i syra- eller syreatomerna ersätts med halogenatomer eller en aminogrupp läggs även motsvarande prefix till namnet ( amidofosforsyra H 2 PO 3 NH 2 ), och substituerade svavelsyror är traditionellt kallade sulfonsyror ( klorsulfonsyra ClSO 3 H).

Syror med en peroxidbrygga -OO- är peroxosyror och har prefixet peroxo- ( peroxomonosvavelsyra H 2 SO 5 ) eller över- ( persvavelsyra ) [11] .

I de systematiska namnen på syror läggs suffixet -at till roten av det latinska namnet på det syrabildande elementet , och namnen på de återstående elementen eller deras grupper i anjonen indikeras med prefix. Ange inom parentes oxidationstillståndet för det syrabildande elementet, om det har ett heltalsvärde. I övrigt omfattar namnet även antalet väteatomer: HClO 4  - väte-tetraoxoklorat (VII) (perklorsyra), HAuCl 4  - vätetrakloraurat (III) (saltsyra), H [Sb (OH) 6 ] - hexahydroxoantibat (V ) ) väte, etc. [12]

Nomenklatur för organiska syror

Traditionellt, för de enklaste karboxylsyrorna , är trivialnamn vanligast , av vilka några bildades redan på 1600-talet ( ättiksyra , smörsyra , adipinsyra , ftalsyra ). Högre karboxylsyror med ett jämnt antal kolatomer har också trivialnamn, som dock är så lika att användningen av dem kan orsaka förvirring ( kaprylsyra , kaprinsyra ).

De systematiska namnen på karboxylsyror bildas genom att lägga till ändelsen -ovoic acid till namnet på den alkan som motsvarar syran ( hexansyra , pentakosansyra ). I fallet med dikarboxylsyror används ändelsen -dioinsyra (dekandisyra). Ibland är namnet mer bekvämt bildat med ändelsen -karboxylsyra , vilket betyder ersättning av en väteatom i föreningen med en karboxylgrupp. Detta tillvägagångssätt används när karboxylgruppen är bunden till ett cykliskt system ( cyklopropankarboxylsyra ).

Om en karboxylsyra innehåller en peroxidbrygga läggs prefixen peroxi- , per- eller över- ( perättiksyra , peroxibensoesyra ) till namnet på sådana syror.

För att beteckna svavelhaltiga organiska syror används ändelserna -sulfonsyra (RSO 3 H), -sulfinsyra (RSO 2 H), -sulfonsyra (RSOH), som på liknande sätt adderar dem till namnet på moderalkanen RH [13 ] .

Dissociation och styrka av syror

En kvantitativ beskrivning av syrors styrka

Brønsted-teorin om syror och baser, som betraktar en syra som en partikel som kan donera en proton , gör det möjligt att kvantifiera denna förmåga hos en syra - dess styrka. Syrors styrka beskrivs av jämviktskonstanten för dissociationsreaktionen av en syra i en vattenlösning, även kallad surhetskonstanten Ka . Ju högre värde på K a , desto större förmåga har syran att donera en proton och desto högre är dess styrka. Dessutom uttrycks surhetskonstanten som ett mer lämpligt värde pKa -  den negativa logaritmen för värdet på Ka . Till exempel kan dissociationsekvationen och surhetskonstanten för fluorvätesyra skrivas enligt följande [16] [17] :

För flerbasiska syror används flera dissociationskonstanter Ka1 , Ka2 etc , motsvarande varje dissociationssteg. Till exempel dissocierar fosforsyra i tre steg [17] :

Syror är konventionellt uppdelade enligt sin styrka i mycket stark ( p Ka < 0 ), stark ( 0 < p K a < 4,5 ), medelstark ( 4,5 < p K a < 9 ), svag ( 9 < p K a < ) 14 ), mycket svag ( p K a > 14 ) [2] .

För en ungefärlig bedömning av syrors styrka används Paulings tumregler . Så för oorganiska syrehaltiga syror av typen HnXOm är en empirisk regel känd enligt vilken värdet på den första konstanten är associerat med värdet (  m - n ) . Om A = ( m  - n ) = 0, då är syran mycket svag, vid 1 - svag, vid 2 - stark, och slutligen vid 3 är syran mycket stark [18] . Dessutom, om en sådan syra skrivs som (HO) a XO b , som separat separerar syreatomerna som utgör hydroxylgrupperna (observera att b = mn), så kan värdet på dissociationskonstanten för det första steget uppskattas med ekvationen:

det vill säga värdet på den första dissociationskonstanten bestäms huvudsakligen av antalet icke-hydroxylsyreatomer b . Detta beroende är associerat med den negativa induktiva effekten av dessa syreatomer på OH-bindningarna, på grund av vilken elimineringen av en proton från syramolekylen underlättas [19] .

L. Pauling tillskrivs också den tumregel som är förknippad med surheten hos flerbasiska syror, som säger att de successiva dissociationskonstanterna för flerbasiska syror pK a1 , pK a2 , pK a3 är i förhållandet 1 : 10 −5  : 10 −10 . Minskningen av surhetskonstanter är associerad med en ökning av laddningen av den resulterande anjonen [19] . Värdena på pK a beräknade enligt Pauling-reglerna skiljer sig från de experimentella med endast ±1 [20] .

Ett annat kännetecken för syrastyrka kan vara graden av dissociation α - förhållandet mellan antalet syramolekyler dissocierade till joner och deras initiala mängd i lösning. Graden av dissociation uttrycks i procent eller som ett dimensionslöst värde från 0 till 1 [21] :

Lösningsmedelseffekt

Utjämning och differentiering av syror

Lösningsmedlet har en betydande effekt på syra-basbalansen. Speciellt för vattenlösningar fann man att alla syror med surhetskonstanter pKa < 0 har samma egenskaper (till exempel lösningens pH ). Detta förklaras av det faktum att för sådana syror är jämvikten nästan helt förskjuten mot bildningen av hydroniumjonen H 3 O + , som är den enda syran i lösning. Faktum är att hydroniumjonen är den starkaste syran i vattenlösningar, eftersom alla starkare syror helt omvandlas till den och därmed utjämnas i styrka. Till exempel är alla syror med pKa < 0 (HCl, HBr, H 2 SO 4 ) fullständigt dissocierade i vattenlösningar.

En liknande situation observeras i andra lösningsmedel: om pKa för den protiska syran i "syra-lösningsmedel"-systemet överstiger surheten hos det protonerade lösningsmedlet (dess konjugerade syra), så sker en fullständig överföring av protoner från syran till lösningsmedel, och katjoner blir den enda och starkaste syran i lösningen protonerat lösningsmedel; lösningens surhet bestäms av surheten hos lösningsmedlets konjugatsyra. Detta fenomen kallas lösningsmedlets utjämningseffekt [22] . På liknande sätt utjämnar mycket svaga syror med pKa > 14 i vattenlösningar i styrka [23] [24] .

Surheten för protonerad ättiksyra CH 3 CO 2 + H 2 är mycket högre än surheten i protonerat vatten H 3 O + , så utjämningseffekten i ättiksyralösningar observeras vid mycket lägre pK a - syror.

Syror med pKa från 0 till 14 är inte helt dissocierade i vatten: deras sura egenskaper i lösning beror på värdet av pKa . Monoklorättiksyra och diklorättiksyror med pKa 2,86 respektive 1,26 skiljer sig mycket åt i graden av dissociation (i en 0,1 M lösning dissocierar den första med 11 % och den andra med 52 %) [ 25] . I detta fall talar man om lösningsmedlets differentierande effekt . Intervallet pKa , i vilket syrorna är differentierade efter styrka, är lika med lösningsmedelsautoprotolyskonstanten. För olika lösningsmedel är detta intervall olika (14 för vatten, 19 för etanol , 33 för ammoniak , etc.), och uppsättningen av differentierade och utjämnade syror är olika för dem [26] .

Om lösningsmedlet har basiska egenskaper blir alla syror i det starkare och ett större antal syror planar ut i styrka (till exempel i ammoniak dissocierar ättiksyran helt, även om den i vattenlösningar har en medelstyrka). Tvärtom, om lösningsmedlets grundläggande egenskaper minskar, kan starka syror bli svaga, och antalet utjämnade syror minskar [26] . Till exempel fungerar ättiksyra som utjämningslösningsmedel för perklorsyra HClO 4 , som helt dissocierar i den, och saltsyra HCl och svavelsyra H 2 SO 4 , som är svaga i ättiksyra [27] .

Inverkan av permittivitet

Dissociationen av syror påverkas starkt av lösningsmedlets dielektriska konstant . Denna effekt är särskilt märkbar när man jämför två syror av olika laddningstyper. Vid dissociering av en neutral syra, till exempel fenol C 6 H 5 OH, bildas två joner i lösning. Positivt laddade syror, såsom trietylammoniumjonen ( C2H5 )NH + , dissocierar för att bilda en enda positivt laddad jon. Således, i det första fallet, efter reaktionen, ökar antalet joner, och i det andra fallet ändras inte detta antal [28] .

Därför bör övergången från ett lösningsmedel med en hög dielektricitetskonstant (mer polär) till lösningsmedel med en lägre dielektricitetskonstant (mindre polär) kraftigt minska styrkan hos neutrala syror och relativt liten effekt på laddade syror. Så i vatten är fenol 5 gånger starkare än trietylammoniumjonen, men i metanol är fenol 2500 gånger svagare än denna jon [28] .

Påverkan av specifik solvatisering av anjoner

Lösningsmedlet kan kraftigt öka surheten hos ämnen genom att specifikt stabilisera de anjoner som bildas till följd av dissociation.

Inverkan av syrors struktur på deras styrka

Det finns flera faktorer som bestämmer den relativa styrkan hos organiska och oorganiska syror och som är relaterade till strukturen hos en given syra. Ofta verkar flera faktorer samtidigt, så det är svårt att förutse deras totala inflytande. Bland de viktigaste är följande faktorer [29] .

• Induktiv effekt (fälteffekt) av substituenter i syragruppen. Elektronegativa substituenter, som har en negativ induktiv effekt (-I- effekt ), ökar syrors styrka. Till exempel är nitroättiksyra O 2 NCH 2 COOH nästan 1000 gånger starkare än ättiksyra CH 3 COOH (pKa är 1,68 respektive 4,76). Anledningen till detta är den stabiliserande effekt som utövas av dessa substituenter på den negativa laddningen av den resulterande syraanjonen. Även när en syra är positivt laddad och den konjugerade basen är oladdad, ökar elektronegativa grupper dess surhet eftersom de destabiliserar syramolekylen, vilket ökar mängden positiv laddning. Tvärtom sänker givarsubstituenter med + I -effekt syrors styrka. Den induktiva effekten minskar med ökande avstånd mellan syrastället och substituenten som påverkar det [4] [29] .

• Mesomerisk effekt (resonanseffekt). Om den negativa laddningen i anjonen som bildas under dissociationen av en syra fördelas mellan flera atomer på grund av resonansfenomenet, stabiliseras en sådan anjon och föreningens surhet ökar. Av denna anledning är karboxylsyror  starkare syror än deras motsvarande alkoholer (den negativa laddningen av karboxylatjoner är fördelad mellan två syreatomer ). En liknande effekt realiseras också i fenoler, där det aromatiska systemet deltar i stabiliseringen av den negativa laddningen av konjugatbasen [4] [29] .
• Korrelation med arrangemanget av atomer i det periodiska systemet . Ju högre elektronegativitet för grundämnet som den sura protonen är bunden till, desto högre styrka har syran. Av denna anledning ökar surheten när du rör dig längs perioden i det periodiska systemet från vänster till höger. Dessutom ökar surheten när man rör sig nedåt i gruppen från topp till botten, vilket är associerat med en ökning av radien för den syrabildande atomen och följaktligen en lägre laddningstäthet på den, vilket i slutändan leder till lättare dissociation [29] :

Mönster i förändringen i styrkan hos Lewis-syror är också förknippade med placeringen av det centrala elementet i det periodiska systemet av kemiska element. Så, starkare Lewis-syror är de molekyler som saknar endast ett elektronpar för att komplettera det yttre elektronlagret . Av denna anledning är till exempel gallium(III) klorid GaCl3 en starkare syra än zinkklorid ZnCl2 . Dessutom, ceteris paribus, är en sådan syra MXn mindre stark , vars centrala atom är större i storlek, vilket är associerat med en försvagning av interaktionen mellan den positivt laddade kärnan och det inkommande elektronparet [29] .

• statiska effekter . När det gäller symmetriska tvåbasiska syror är dissociationskonstanten för det första steget dubbelt så högt som förväntat, eftersom syran innehåller två joniserbara protoner. Samtidigt är dissociationskonstanten för det andra steget två gånger mindre än förväntat, eftersom dikarboxylsyradianjonen kan lägga till en proton i två ekvivalenta positioner. Således är förhållandet Ka 1 / Ka 2 ungefär lika med 4, vilket faktiskt observeras för dikarboxylsyror med syragrupper på avstånd från varandra [29] .

• Vätebindning . Intramolekylära vätebindningar kan ha en stabiliserande effekt på de resulterande anjonerna och därmed öka styrkan hos motsvarande syror. Således är pKa för orto -hydroxibensoesyra 2,98, och för para-hydroxibensoesyra är det bara 4,58, eftersom den första föreningen kan realisera en intramolekylär vätebindning, medan den andra inte gör det [29] .
• Rumsliga effekter . För Brønsted-syror är steriska hinder i syra-basreaktioner sällsynta eftersom protonen är ganska liten. Rumsliga effekter är mycket mer uttalade för Lewis-syror och baser. Till exempel, när man använder en bulk Lewis-syra Bt-Bu3 , bestäms interaktionsstyrkan inte av basens styrka, utan av den rumsliga tillgängligheten av dess elektronpar [29] .
• hybridisering . Alkyner och HCN är jämförelsevis starkare syror än dubbelbindnings- och enkelbindningsanaloger, eftersom anjonerna vid sp- hybridatomen är mer stabila än de vid sp 2- eller sp 3 -hybridatomen [29] .

Hammetts surhetsfunktion och supersyror

En kvantitativ bedömning av syra-basegenskaperna hos mycket starka eller koncentrerade syror kan inte utföras med hjälp av pH -skalan , eftersom denna skala för vattenlösningar begränsas underifrån av pH = 0, vilket motsvarar en 5% lösning av svavelsyra H 2 SO 4 . Samtidigt uppstår ett sådant behov. För att lösa detta problem föreslog 1932 L. Hammett och A. Deirup Hammetts surhetsfunktion H 0 . Deras tillvägagångssätt var att studera syra-bas-jämvikten för mycket starka syror i närvaro av en bas som är mindre stark än vatten och att mäta koncentrationsförhållandet mellan de protonerade och icke-protonerade formerna av den basen genom elektronspektroskopi . Detta gjorde det möjligt att utöka surhetsskalan till den negativa regionen, vilket gjorde det möjligt att bedöma surheten i koncentrerade lösningar av oorganiska syror [30] .

Surhetsskalan som introducerades av Hammett används flitigt för att bedöma styrkan hos supersyror  - medier med en surhet högre än surheten för 100 % svavelsyra [31] , för vilka Hammetts surhetsfunktion är H 0 = −12. Bland enskilda oorganiska föreningar är starka syror perklorsyra HClO 4 ( H 0 = -13), klorsulfonsyra ClSO 3 H ( H 0 = -13,8) och fluorsulfonsyra FSO 3 H ( H 0 = -15,1). Den starkaste kända organiska syran är trifluormetansulfonsyra CF 3 SO 3 H ( H 0 = -14,1) [30] .

Supersyror inkluderar även blandningar av Bronsted-syror och Lewis-syror, till exempel en blandning av HF och antimon(V) fluorid SbF 5 i olika förhållanden ( H 0 < −30 i förhållandet 1:1). Ett välkänt exempel på en supersyra är oleum , där Lewis-syrans roll utförs av SO 3 , som när den reageras med svavelsyra ger supersyran H 2 S 2 O 7 ( H 0 = -14,5) [30 ] .

Syrors kemiska egenskaper

• Interaktion med basiska oxider för att bilda salt och vatten :

• Interaktion med amfotära oxider för att bilda salt och vatten :

• Interaktion med alkalier för att bilda salt och vatten ( neutraliseringsreaktion ) :

• Reaktion med olösliga baser för att bilda salt och vatten om syran som används är löslig [32] :

• Interaktion med salter , om en fällning fälls ut eller gas frigörs :

• Starka syror ersätter svagare från sina salter :

(i detta fall bildas instabil kolsyra H 2 CO 3 , som omedelbart sönderdelas till vatten och koldioxid )

• Metaller i aktivitetsserien upp till väte ersätter den från en sur lösning (förutom salpetersyra HNO 3 oavsett koncentration och koncentrerad svavelsyra H 2 SO 4 ) om det resulterande saltet är lösligt :

• Med salpetersyra och koncentrerad svavelsyra fortskrider reaktionen annorlunda:

• Organiska syror kännetecknas av en förestringsreaktion (interaktion med alkoholer för att bilda en ester och vatten ):

Till exempel:

• I ett opolärt lösningsmedel (till exempel bensen) kan syramolekyler förvandlas till dimerer:

Erhålla syror

Syror får:

• Genom interaktion av icke-metaller med väte:

• Genom att reagera svavelsyra med fasta salter:

Icke-flyktig svavelsyra kan, när den värms upp, ersätta flyktiga syror från sina salter (vätebromid och vätejodid kan inte erhållas på detta sätt på grund av deras oxidation med koncentrerad svavelsyra) [33] .

• Genom att reagera sura oxider med vatten:

Se även

• Teorier om syror och baser
• Aprotinsyra
• Dissociationskonstant
• Supersyra

Kommentarer

1. ↑ Pivalinsyra kan erhållas genom oxidation av pinakolin och är isomer till valeriansyra.

Anteckningar

1. ↑ IUPAC Gold Book - Acid . Hämtad 15 april 2013. Arkiverad från originalet 17 april 2013. (obestämd)
2. ↑ 1 2 3 4 5 6 7 Chemical Encyclopedia / Ed. I. L. Knunyants. - M . : Great Russian Encyclopedia, 1992. - T. 2. - S. 393-395. — ISBN 5-85270-039-8 .
3. ↑ 1 2 3 4 Zolotov Yu. A., Dorokhova E. N., Fadeeva V. I. et al. Fundamentals of Analytical Chemistry. Bok 1. Allmänna frågor. Separationsmetoder / Ed. Yu. A. Zolotova. - 2:a uppl., reviderad. och ytterligare - M . : Högre skola, 1999. - S. 118. - ISBN 5-06-003558-1 .
4. ↑ 1 2 3 4 5 6 Moskva VV Begreppet syra och bas i organisk kemi  // Soros Educational Journal. - 1996. - Nr 12 . - S. 33-40 .
5. ↑ IUPAC Gold Book - Brønsted acid . Hämtad 15 april 2013. Arkiverad från originalet 17 april 2013. (obestämd)
6. ↑ IUPAC Gold Book - konjugat syra-baspar . Hämtad 15 april 2013. Arkiverad från originalet 17 april 2013. (obestämd)
7. ↑ IUPAC guld- bok - Lewis syra . Hämtad 15 april 2013. Arkiverad från originalet 17 april 2013. (obestämd)
8. ↑ Zolotov et al., 1999 , sid. 152.
9. ↑ Kusainova K. M. Det finns varken syror eller baser! Om en halvt bortglömd teori och dess skapare  // Kemi och liv. - 2004. - Nr 6 . - S. 40-44 .
10. ↑ 1 2 Rudzitis G. E., Feldman F. G. Chemistry. Oorganisk kemi. 8: e klass. - 15:e upplagan. - M . : Education, 2011. - S. 101. - ISBN 978-5-09-025532-5 .
11. ↑ Lidin R. A., Molochko V. A., Andreeva L. L., Tsvetkov A. A. Grunderna i nomenklaturen för oorganiska ämnen / Ed. B.D. Stepina. - M .: Chemistry, 1983. - S. 39-45.
12. ↑ Stepin B. D., Tsvetkov A. A. Oorganisk kemi / Ed. B.D. Stepina. - M . : Högre skola, 1994. - S. 18-19. — ISBN 5-06-001740-0 .
13. ↑ Kahn R., Dermer O. Introduction to Chemical Nomenclature = Introduction to Chemical Nomenclature / Per. från engelska. N.N. Shcherbinovskaya, red. V.M. Potapova och R.A. Lidin. - M .: Chemistry, 1983. - S. 131-134.
14. ↑ Terney A. Modern organisk kemi. T. 2. - M . : Mir, 1981. - S. 103.
15. ↑ Senning A. Elsevier's Dictionary of Chemoetymology. Den kemiska nomenklaturens och terminologins orsaker. - Elsevier, 2007. - 434 sid. — ISBN 978-0-444-52239-9 .
16. ↑ Zolotov et al., 1999 , sid. 121-122.
17. ↑ 1 2 Rabinovich V. A., Khavin Z. Ya. Kort kemisk referensbok. - Ed. 2:a, rev. och ytterligare - Leningrad: Kemi, 1978. - S. 235.
18. ↑ Chemical Encyclopedia, 1992 , vol. 2, sid. 396.
19. ↑ 1 2 Drozdov A. A., Zlomanov V. P. Kemi av grundämnena i huvudgrupperna i det periodiska systemet av D. I. Mendeleev: halogener. 9. Egenskaper hos oxosyror av klor (1998). Hämtad 17 april 2013. Arkiverad från originalet 16 februari 2013. (obestämd)
20. ↑ Shriver, Atkins, 2004 , sid. 244.
21. ↑ Chemical Encyclopedia, 1992 , vol. 5, sid. 432.
22. ↑ Utjämningseffekt // IUPAC Ordlista över termer som används inom fysikalisk organisk kemi. Pure & Appl. Chem., vol. 51, sid. 1768 (inte tillgänglig länk) . Hämtad 24 april 2013. Arkiverad från originalet 4 oktober 2013. (obestämd) 
23. ↑ Reutov et al., 2010 , sid. 230-232.
24. ↑ Oorganisk kemi/Ed. Yu. D. Tretyakova. - M . : Akademin, 2004. - T. 1. - S. 89-94. — ISBN 5-7695-1446-9 .
25. ↑ Reutov et al., 2010 , sid. 231.
26. ↑ 1 2 Zolotov et al., 1999 , sid. 123-125.
27. ↑ Tanganov B. B. Kemiska analysmetoder . - Ulan-Ude: ESGTU Publishing House, 2005. - S. 8-14. — ISBN 5-89230-037-4 .
28. ↑ 1 2 Reutov et al., 2010 , sid. 233.
29. ↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 mars J. Organisk kemi. Reaktioner, mekanismer och struktur. T. 1 / Per. från engelska. Z.E. Samoilova, red. I. P. Beletskaya. - M .: Mir, 1987. - S. 340-346.
30. ↑ 1 2 3 Steinarts V. D. Superacids  // Soros Educational Journal. - 1999. - Nr 3 . - S. 82-87 .
31. ↑ IUPAC Gold Book - superacid . Hämtad 23 april 2013. Arkiverad från originalet 28 april 2013. (obestämd)
32. ↑ Manuilov A.V., Rodionov V.I. - Syror. Klassificering av syror. Kemiska egenskaper. Arkiverad 21 februari 2010 på Wayback Machine // Fundamentals of Chemistry. Internet handledning.
33. ↑ Pavel Orzhekovsky, Lyudmila Meshcheryakova, Marina Shalashova. Kemi. Årskurs 9 Lärobok för läroanstalter. - Bustard. - Moskva: Astrel, 2016. - S. 124.

Litteratur

• Reutov O. A., Kurts A. L., Butin K. P. Organisk kemi. - 3:e uppl. - M . : Binom. Kunskapslaboratoriet, 2010. - Vol. 1. - 567 sid. — ISBN 978-5-94774-613-6 .
• Shriver D., Atkins P. Oorganisk kemi = oorganisk kemi / Per. från engelska. M.G. Rozova, S. Ya. Istomin, M.E. Tamm, red. V.P. Zlomanova. - M . : Mir, 2004. - T. 1. - 679 sid. — ISBN 5-03-003628-8 .

Länkar

• Allt om syror Arkiverad 21 februari 2010 på Wayback Machine
• Organiska och oorganiska syror Arkiverad 5 september 2009 på Wayback Machine
• Syror: syrefria och syrehaltiga, salter av anoxiska och syrehaltiga syror, typer av kemiska reaktioner Arkiverad 16 september 2013 på Wayback Machine