SCHWACHE SÄUREN: DISSOZIATION, EIGENSCHAFTEN, BEISPIELE - CHEMIE - 2025

Die schwachen Säuren dissoziieren nur teilweise in Wasser. Nach ihrer Dissoziation erreicht die Lösung, in der sie gefunden werden, ein Gleichgewicht und die gleichzeitig vorhandene Säure und ihre konjugierte Base werden beobachtet. Säuren sind Moleküle oder Ionen, die ein Hydroniumion (H ⁺ ) abgeben oder mit einem Elektronenpaar eine kovalente Bindung eingehen können .

Diese wiederum können nach ihrer Stärke klassifiziert werden: starke Säuren und schwache Säuren. Wenn es um die Stärke einer Säure geht, ist dies die Eigenschaft, die den Ionisationsgrad dieser Spezies misst; das heißt, die Fähigkeit oder Tendenz einer Säure, ein Proton zu verlieren.

Speziationsdiagramm für eine schwache Säure, die HA + H2O ↔ A- + H3O + dissoziiert

Eine starke Säure dissoziiert in Gegenwart von Wasser vollständig. das heißt, ein Mol starke Säure, gelöst in Wasser, führt zur Trennung von einem Mol H ⁺ und einem Mol konjugierter Base A ^- .

Was sind schwache Säuren?

Schwache Säuren sind, wie oben erwähnt, solche, die teilweise in Wasser dissoziieren. Die meisten Säuren sind schwache Säuren und zeichnen sich dadurch aus, dass nur wenige Wasserstoffatome in die Lösung freigesetzt werden, in der sie sich befinden.

Wenn eine schwache Säure dissoziiert (oder ionisiert), tritt das Phänomen des chemischen Gleichgewichts auf. Dieses Phänomen ist der Zustand, in dem beide Spezies (dh Reaktanten und Produkte) in Konzentrationen vorliegen, die dazu neigen, sich nicht mit der Zeit zu ändern.

Dieser Zustand tritt auf, wenn die Geschwindigkeit der Vorwärtsreaktion gleich der Geschwindigkeit der Rückwärtsreaktion ist. Daher nehmen diese Konzentrationen weder zu noch ab.

Die "schwache" Klassifikation in einer schwachen Säure ist unabhängig von ihrer Dissoziationskapazität; Eine Säure gilt als schwach, wenn weniger als 100% ihres Moleküls oder Ions in wässriger Lösung unvollständig dissoziieren. Daher gibt es auch einen Dissoziationsgrad zwischen schwachen Säuren selbst, der als Säuredissoziationskonstante Ka bezeichnet wird.

Je stärker eine Säure ist, desto höher ist ihr Ka-Wert. Die stärkste schwache Säure ist das Hydroniumion (H ₃ O ⁺ ), das als Grenze zwischen schwachen und starken Säuren gilt.

Dissoziation schwacher Säuren

Schwache Säuren ionisieren unvollständig; das heißt, wenn diese schwache Säure in einer allgemeinen Lösungsformel als HA dargestellt wird, wäre eine signifikante Menge an nicht dissoziiertem HA in der gebildeten wässrigen Lösung vorhanden.

Schwache Säuren folgen beim Dissoziieren dem folgenden Muster, wobei H ⁺ in diesem Fall das Hydroniumion ist und A ^- die konjugierte Base der Säure darstellt.

Die Stärke einer schwachen Säure wird als Gleichgewichtskonstante oder als Prozentsatz der Dissoziation dargestellt. Wie zuvor angegeben, ist der Ausdruck Ka die Dissoziationskonstante einer Säure, und dies hängt auf folgende Weise mit den Konzentrationen der Reaktanten und Produkte im Gleichgewicht zusammen:

Ka = /

Je höher der Ka-Wert ist, desto stärker wird die H ⁺ -Bildung begünstigt und desto niedriger ist der pH-Wert der Lösung. Der Ka schwacher Säuren variiert zwischen den Werten von 1,8 × 10 ^–16 bis 55,5. Diese Säuren mit einem Ka von weniger als 1,8 × 10 ^–16 haben eine geringere Säurestärke als Wasser.

Die andere Methode zur Messung der Stärke einer Säure ist die Untersuchung ihres Dissoziationsprozentsatzes (α), der von 0% <α <100% variiert. Ist definiert als:

α = / +

Im Gegensatz zu Ka ist α keine Konstante und hängt vom Wert von ab. Im Allgemeinen nimmt der Wert von α mit dem Wert von zu. In diesem Sinne werden Säuren je nach Verdünnungsgrad stärker.

Eigenschaften

Es gibt eine Reihe von Eigenschaften, die die Stärke einer Säure bestimmen und sie mehr oder weniger stark machen. Zu diesen Eigenschaften gehören Polarität und induktiver Effekt, Atomradius und Bindungsstärke.

Polarität und induktiver Effekt

Die Polarität bezieht sich auf die Verteilung der Elektronen in einer Bindung. Dies ist der Bereich zwischen zwei Atomkernen, in dem sich zwei Wähler teilen.

Je ähnlicher die Elektronegativität zwischen zwei Spezies ist, desto äquivalenter ist die Elektronenteilung; Aber je unterschiedlicher die Elektronegativität ist, desto mehr Zeit verbringen die Elektronen in einem Molekül als im anderen.

Wasserstoff ist ein elektropositives Element, und je höher die Elektronegativität des Elements ist, an das er bindet, desto höher ist der Säuregehalt der gebildeten Verbindung. Aus diesem Grund ist eine Säure stärker, wenn sie zwischen der Wasserstoffbindung und einem elektronegativeren Element auftritt.

Darüber hinaus bedeutet der induktive Effekt, dass der Wasserstoff nicht direkt an das elektronegative Element gebunden werden muss, damit die Verbindung ihren Säuregehalt erhöht. Aus diesem Grund sind einige Isomere von Substanzen je nach Konfiguration ihrer Atome im Molekül saurer als andere.

Atomradius und Bindungsstärke

Die Stärke der Bindung, die Wasserstoff an das Atom bindet, das die Säure regelt, ist ein weiterer wichtiger Faktor bei der Definition des Säuregehalts eines Moleküls. Dies hängt wiederum von der Größe der Atome ab, die die Bindung teilen.

Bei einer Säure namens HA nimmt die Stärke ihrer Bindung umso mehr ab, je größer die Größe ihres A-Atoms ist, sodass diese Bindung leichter aufgebrochen werden kann. Dies macht das Molekül saurer.

Atome mit höheren Atomradien profitieren dank dieses Details von der Säure, da ihre Bindung an Wasserstoff weniger stark ist.

Beispiele für schwache Säuren

Es gibt eine große Anzahl schwacher Säuren (vor allem Säuren). Diese beinhalten:

- Schwefelsäure (H ₂ SO ₃ ).

- Phosphorsäure (H ₃ PO ₄ ).

- Salpetersäure (HNO ₂ ).

- Flusssäure (HF).

- Essigsäure (CH ₃ COOH).

- Kohlensäure (H ₂ CO ₃ ).

- Benzoesäure (C ₆ H ₅ COOH).

Verweise

1. Schwache Säure. (sf). Abgerufen von en.wikipedia.org
2. Essentielle Biochemie. (sf). Von wiley.com abgerufen
3. CliffNotes. (sf). Von cliffsnotes.com abgerufen
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