- Eigenschaften und Eigenschaften einer Oxacid
- Hydroxylgruppen
- Zentralatom
- Schwefel für Schwefelsäure
- Säurestärke
- Wie entstehen Oxacide?
- Trainingsbeispiele
- Metallische Oxacide
- Nomenklatur
- Berechnung der Valenz
- Nennen Sie die Säure
- Beispiele
- Oxacide der Gruppe der Halogene
- VIA Group Oxacids
- Boroxacide
- Kohlenoxide
- Chromoxacide
- Siliziumoxacide
- Verweise
Eine Oxacid oder Oxoacid ist eine ternäre Säure, die aus Wasserstoff, Sauerstoff und einem nichtmetallischen Element besteht, das das sogenannte Zentralatom bildet. Abhängig von der Anzahl der Sauerstoffatome und damit den Oxidationsstufen des nichtmetallischen Elements können verschiedene Oxacide gebildet werden.
Diese Substanzen sind rein anorganisch; Kohlenstoff kann jedoch eine der bekanntesten Oxaziden bilden: Kohlensäure, H 2 CO 3 . Wie seine chemische Formel allein zeigt, hat es drei O-, ein C- und zwei H-Atome.
Quelle: Pxhere
Die beiden H-Atome von H 2 CO 3 werden als H + in die Umwelt freigesetzt , was seine sauren Eigenschaften erklärt. Durch Erhitzen einer wässrigen Kohlensäurelösung wird ein Gas abgegeben.
Dieses Gas ist Kohlendioxid, CO 2 , ein anorganisches Molekül, das aus der Verbrennung von Kohlenwasserstoffen und der Zellatmung stammt. Wenn CO 2 in den Wasserbehälter zurückgeführt würde, würde sich H 2 CO 3 neu bilden; Daher entsteht Oxosäure, wenn eine bestimmte Substanz mit Wasser reagiert.
Diese Reaktion wird nicht nur für CO 2 beobachtet , sondern auch für andere anorganische kovalente Moleküle, die als Säureoxide bezeichnet werden.
Oxacide haben eine Vielzahl von Anwendungen, die im Allgemeinen schwer zu beschreiben sind. Seine Anwendung hängt stark vom Zentralatom und der Anzahl der Sauerstoffatome ab.
Sie können von Verbindungen zur Synthese von Materialien, Düngemitteln und Sprengstoffen bis hin zu Analysezwecken oder zur Herstellung von Erfrischungsgetränken verwendet werden. Wie bei Kohlensäure und Phosphorsäure ist H 3 PO 4 Teil der Zusammensetzung dieser Getränke.
Eigenschaften und Eigenschaften einer Oxacid
Quelle: Gabriel Bolívar
Hydroxylgruppen
Eine generische HEO-Formel für Oxacide ist im obigen Bild dargestellt. Wie zu sehen ist, hat es Wasserstoff (H), Sauerstoff (O) und ein Zentralatom (E); welches im Fall von Kohlensäure Kohlenstoff ist, C.
Wasserstoff in Oxaciden ist normalerweise an ein Sauerstoffatom und nicht an das Zentralatom gebunden. Phosphorsäure, H 3 PO 3 , stellt einen besonderen Fall dar, in dem einer der Wasserstoffatome an das Phosphoratom gebunden ist; Daher wird seine Strukturformel am besten als (OH) 2 OPH dargestellt.
Während für salpetrige Säure, HNO 2 , ein HON = O-Grundgerüst vorliegt , weist es eine Hydroxylgruppe (OH) auf, die unter Freisetzung von Wasserstoff dissoziiert.
Eines der Hauptmerkmale einer Oxacid ist also nicht nur, dass sie Sauerstoff enthält, sondern dass sie auch als OH-Gruppe vorliegt.
Andererseits haben einige Oxacide eine sogenannte Oxogruppe, E = O. Im Fall von Phosphorsäure hat es eine Oxogruppe, P = O. Ihnen fehlen H-Atome, daher sind sie "nicht verantwortlich" für den Säuregehalt.
Zentralatom
Das Zentralatom (E) kann abhängig von seiner Position im p-Block des Periodensystems ein elektronegatives Element sein oder nicht. Andererseits zieht Sauerstoff, ein Element, das etwas elektronegativer als Stickstoff ist, Elektronen aus der OH-Bindung an; Dies ermöglicht die Freisetzung des H + -Ions .
E ist daher an OH-Gruppen gebunden. Wenn ein H + -Ion freigesetzt wird, tritt die Ionisierung der Säure auf; das heißt, es erhält eine elektrische Ladung, die in seinem Fall negativ ist. Eine Oxacid kann so viele H + -Ionen freisetzen, wie OH-Gruppen in ihrer Struktur vorhanden sind. und je mehr es gibt, desto größer ist die negative Ladung.
Schwefel für Schwefelsäure
Polyprotische Schwefelsäure hat die Summenformel H 2 SO 4 . Diese Formel kann auch wie folgt geschrieben werden: (OH) 2 SO 2 , um zu betonen, dass Schwefelsäure zwei an Schwefel, sein Zentralatom, gebundene Hydroxylgruppen aufweist.
Die Reaktionen seiner Ionisation sind:
H 2 SO 4 => H + + HSO 4 -
Dann wird das zweite H + langsamer aus der verbleibenden OH-Gruppe freigesetzt , bis ein Gleichgewicht hergestellt werden kann:
HSO 4 - <=> H + + SO 4 2–
Die zweite Dissoziation ist schwieriger als die erste, da eine positive Ladung (H + ) von einer doppelt negativen Ladung (SO 4 2- ) getrennt werden muss.
Säurestärke
Die Stärke fast aller Oxacide mit demselben Zentralatom (nicht Metall) nimmt mit zunehmender Oxidationsstufe des Zentralelements zu; was wiederum in direktem Zusammenhang mit der Zunahme der Anzahl der Sauerstoffatome steht.
Zum Beispiel werden drei Reihen von Oxaciden gezeigt, deren Säurekräfte vom kleinsten zum größten geordnet sind:
H 2 SO 3 <H 2 SO 4
HNO 2 <HNO 3
HClO <HClO 2 <HClO 3 <HClO 4
Bei den meisten Oxaciden, die unterschiedliche Elemente mit derselben Oxidationsstufe aufweisen, aber zur gleichen Gruppe im Periodensystem gehören, steigt die Säurestärke direkt mit der Elektronegativität des Zentralatoms an:
H 2 SeO 3 <H 2 SO 3
H 3 PO 4 <HNO 3
HBrO 4 <HClO 4
Wie entstehen Oxacide?
Wie eingangs erwähnt, entstehen Oxacide, wenn bestimmte Substanzen, sogenannte Säureoxide, mit Wasser reagieren. Dies wird anhand des gleichen Beispiels für Kohlensäure erläutert.
CO 2 + H 2 O H 2 CO 3
Saures Oxid + Wasser => Oxacid
Was passiert ist, dass das H 2 O- Molekül kovalent an das CO 2 -Molekül bindet . Wenn das Wasser durch Wärme entfernt wird, verschiebt sich das Gleichgewicht zur Regeneration von CO 2 ; Das heißt, ein heißes Soda verliert früher sein sprudelndes Gefühl als ein kaltes.
Andererseits entstehen saure Oxide, wenn ein nichtmetallisches Element mit Wasser reagiert; Genauer gesagt, wenn das reagierende Element ein Oxid mit kovalentem Charakter bildet, dessen Auflösung in Wasser H + -Ionen erzeugt .
Es wurde bereits gesagt, dass die H + -Ionen das Produkt der Ionisierung der resultierenden Oxacid sind.
Trainingsbeispiele
Chloroxid, Cl 2 O 5 , reagiert mit Wasser zu Chlorsäure:
Cl 2 O 5 + H 2 O => HClO 3
Schwefeloxid, SO 3 , reagiert mit Wasser unter Bildung von Schwefelsäure:
SO 3 + H 2 O => H 2 SO 4
Und periodisches Oxid, I 2 O 7 , reagiert mit Wasser unter Bildung von periodischer Säure:
I 2 O 7 + H 2 O => HIO 4
Neben diesen klassischen Mechanismen zur Bildung von Oxaziden gibt es andere Reaktionen mit dem gleichen Zweck.
Beispielsweise reagiert Phosphortrichlorid, PCl 3 , mit Wasser, um Phosphorsäure, eine Oxacid, und Salzsäure, eine Salzsäure, zu erzeugen.
PCl 3 + 3H 2 O => H 3 PO 3 + HCl
Und Phosphorpentachlorid, PCl 5 , reagiert mit Wasser unter Bildung von Phosphorsäure und Salzsäure.
PCl 5 + 4 H 2 O => H 3 PO 4 + HCl
Metallische Oxacide
Einige Übergangsmetalle bilden saure Oxide, dh sie lösen sich in Wasser zu Oxaciden.
Mangan (VII) oxid (permangan wasserfrei) Mn 2 O 7 und Chrom (VI) oxid sind die häufigsten Beispiele.
Mn 2 O 7 + H 2 O => HMnO 4 (Permangansäure)
CrO 3 + H 2 O => H 2 CrO 4 (Chromsäure)
Nomenklatur
Berechnung der Valenz
Um eine Oxacid richtig zu benennen, müssen wir zunächst die Valenz- oder Oxidationszahl des Zentralatoms E bestimmen. Ausgehend von der generischen Formel HEO wird Folgendes berücksichtigt:
-O hat Wertigkeit -2
-Die Wertigkeit des H beträgt +1
In diesem Sinne ist das Oxacid HEO neutral, daher muss die Summe der Ladungen der Valenzen gleich Null sein. Wir haben also die folgende algebraische Summe:
-2 + 1 + E = 0
E = 1
Daher beträgt die Wertigkeit von E +1.
Dann müssen wir auf die möglichen Valenzen zurückgreifen, die E. haben kann. Wenn die Werte +1, +3 und +4 zu seinen Valenzen gehören, "arbeitet" E mit seiner niedrigsten Valenz.
Nennen Sie die Säure
Um HEO zu benennen, nennen Sie es zunächst sauer, gefolgt vom Namen E mit den Suffixen –ico, wenn Sie mit der höchsten Wertigkeit arbeiten, oder –oso, wenn Sie mit der niedrigsten Wertigkeit arbeiten. Wenn drei oder mehr vorhanden sind, beziehen sich die Präfixe hypo- und per- auf die kleinsten und größten Valenzen.
Somit würde HEO heißen:
Hypo Säure (E name) bear
Da +1 die kleinste ihrer drei Valenzen ist. Und wenn es HEO 2 wäre, hätte E eine Wertigkeit von +3 und würde heißen:
Säure (E Name) tragen
Und auf die gleiche Weise für HEO 3 , wobei E mit der Valenz +5 arbeitet:
Säure (E-Name) ico
Beispiele
Eine Reihe von Oxaziden mit ihren jeweiligen Nomenklaturen wird nachstehend erwähnt.
Oxacide der Gruppe der Halogene
Halogene greifen ein, indem sie Oxacide mit den Valenzen +1, +3, +5 und +7 bilden. Chlor, Brom und Jod können 4 Arten von Oxaciden bilden, die diesen Valenzen entsprechen. Die einzige Oxacid, die aus Fluor hergestellt wurde, ist Hypofluorsäure (HOF), die instabil ist.
Wenn eine Oxacid der Gruppe die Valenz +1 verwendet, wird sie wie folgt benannt: Hypochlorsäure (HClO); hypobrome Säure (HBrO); Hypoiodinsäure (HIO); Hypofluorsäure (HOF).
Mit der Valenz +3 wird kein Präfix verwendet und nur das Suffix Bär wird verwendet. Es gibt die Säuren Chlor (HClO 2 ), Brom (HBrO 2 ) und Jod (HIO 2 ).
Bei der Valenz +5 wird kein Präfix verwendet und nur das Suffix ico. Es gibt Chlor- (HClO 3 ), Brom- (HBrO 3 ) und Iod- (HIO 3 ) Säuren .
Bei der Arbeit mit der Valenz +7 werden das Präfix per und das Suffix ico verwendet. Es gibt Perchlorsäure (HClO 4 ), Perbromsäure (HBrO 4 ) und Periodsäure (HIO 4 ).
VIA Group Oxacids
Die Nichtmetallelemente dieser Gruppe haben die häufigsten Valenzen -2, +2, +4 und +6 und bilden bei den bekanntesten Reaktionen drei Oxacide.
Bei der Valenz +2 werden das Präfix hiccup und das Suffix bear verwendet. Es gibt die Säuren hyposulfurös (H 2 SO 2 ), hyposelenisch (H 2 SeO 2 ) und hypotelurös (H 2 TeO 2 ).
Mit der Valenz +4 wird kein Präfix verwendet und das Suffix Bär wird verwendet. Es gibt schweflige Säuren (H 2 SO 3 ), Selen (H 2 SeO 3 ) und Tellur (H 2 TeO 3 ).
Und wenn sie mit der Valenz + 6 arbeiten, wird kein Präfix verwendet und das Suffix ico wird verwendet. Es gibt Schwefelsäuren (H 2 SO 4 ), Selensäure (H 2 SeO 4 ) und Tellursäure (H 2 TeO 4 ).
Boroxacide
Bor hat eine Wertigkeit von +3. Es gibt metabolische Säuren (HBO 2 ), pyroborische (H 4 B 2 O 5 ) und orthobore (H 3 BO 3 ). Der Unterschied besteht in der Anzahl der Wasser, die mit Boroxid reagieren.
Kohlenoxide
Kohlenstoff hat Valenzen +2 und +4. Beispiele: mit Valenz +2 kohlenstoffhaltige Säure (H 2 CO 2 ) und mit Valenz +4 Kohlensäure (H 2 CO 3 ).
Chromoxacide
Chrom hat Valenzen +2, +4 und +6. Beispiele: mit Valenz 2 Hypochromsäure (H 2 CrO 2 ); mit Valenz 4 Chromsäure (H 2 CrO 3 ); und mit Valenz 6 Chromsäure (H 2 CrO 4 ).
Siliziumoxacide
Silizium hat Valenzen -4, +2 und +4. Sie haben die Metasilinsäure (H 2 SiO 3 ) und die Pyrosilicinsäure (H 4 SiO 4 ). Beachten Sie, dass Si in beiden Fällen eine Wertigkeit von +4 hat, der Unterschied jedoch in der Anzahl der Wassermoleküle liegt, die mit seinem Säureoxid reagiert haben.
Verweise
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