Il idracidi o gli acidi binari sono composti disciolti in acqua che sono costituiti da idrogeno e da un elemento non metallico: gli alogenuri di idrogeno. La sua formula chimica generale può essere espressa come HX, dove H è l'atomo di idrogeno e X è l'elemento non metallico..
X può appartenere al gruppo 17, gli alogeni, o agli elementi del gruppo 16 senza includere l'ossigeno. A differenza degli oxoacidi, gli idracidi mancano di ossigeno. Poiché gli idracidi sono composti covalenti o molecolari, il legame H-X deve essere considerato. Questo è di grande importanza e definisce le caratteristiche di ogni idracido..
E il legame H-X? Come si può vedere nell'immagine sopra, c'è un prodotto del momento di dipolo permanente delle diverse elettronegatività tra H e X. Poiché X è solitamente più elettronegativo di H, attrae la sua nuvola elettronica e finisce con una carica parziale negativa δ-.
Dando invece parte della sua densità elettronica a X, si ottiene una carica parziale positiva δ +. Più δ- è negativo, più sarà ricco di elettroni X e maggiore sarà la carenza di elettroni di H.Pertanto, a seconda di quale elemento X è, un idracido può essere più o meno polare.
L'immagine rivela anche la struttura degli idracidi. H-X è una molecola lineare, che può interagire con un'altra a una delle sue estremità. Più HX è polare, più fortemente o affinità interagiranno con le sue molecole. Di conseguenza, i suoi punti di ebollizione o di fusione aumenteranno.
Tuttavia, le interazioni H-X - H-X sono ancora abbastanza deboli da dare origine a un idracido solido. Per questo motivo in condizioni di pressione e temperatura ambiente sono sostanze gassose; Ad eccezione dell'HF, che evapora sopra i 20 ° C.
Perché? Perché HF è in grado di formare forti legami idrogeno. Mentre gli altri idracidi, i cui elementi non metallici sono meno elettronegativi, difficilmente possono trovarsi nella fase liquida al di sotto di 0ºC. HCl, ad esempio, bolle a circa -85 ° C.
Gli idracidi sono sostanze acide? La risposta sta nella carica parziale positiva δ + sull'atomo di idrogeno. Se δ + è molto grande o il legame H-X è molto debole, allora HX sarà un acido forte; come per tutti gli idroacidi degli alogeni, una volta sciolti i rispettivi alogenuri in acqua.
Indice articolo
-Visibilmente tutti gli idracidi sono soluzioni trasparenti, poiché gli HX sono molto solubili in acqua. Possono avere tonalità giallastre a seconda delle concentrazioni di HX disciolto.
-Sono fumatori, il che significa che emanano fumi densi, corrosivi e irritanti (alcuni di loro sono persino nauseabondi). Questo perché le molecole HX sono molto volatili e interagiscono con il vapore acqueo nel mezzo che circonda le soluzioni. Inoltre, gli HX nelle sue forme anidre sono composti gassosi..
-Gli idracidi sono buoni conduttori di elettricità. Sebbene gli HX siano specie gassose in condizioni atmosferiche, quando disciolti in acqua rilasciano ioni (H.+X-), che consentono il passaggio della corrente elettrica.
-I suoi punti di ebollizione sono superiori a quelli delle sue forme anidre. Cioè, HX (ac), che denota l'idracido, bolle a temperature superiori a HX (g). Ad esempio, l'acido cloridrico, HCl (g), bolle a -85 ° C, ma l'acido cloridrico, il suo idracido, intorno a 48 ° C..
Perché? Perché le molecole gassose di HX sono circondate da quelle dell'acqua. Possono verificarsi due tipi di interazioni contemporaneamente: legami idrogeno, HX - HDueO-HX, o solvatazione ionica, H.3O+(ac) e X-(AC). Questo fatto è direttamente correlato alle caratteristiche chimiche degli idracidi..
Gli idracidi sono soluzioni molto acide, quindi hanno protoni acidi H3O+ disponibile a reagire con altre sostanze. Da dove viene l'H3O+? Dall'atomo di idrogeno con carica parziale positiva δ +, che si dissocia in acqua e finisce per essere incorporato in modo covalente in una molecola d'acqua:
HX (aq) + HDueO (l) <=> X-(ac) + H3O+(AC)
Nota che l'equazione corrisponde a una reazione che stabilisce un equilibrio. Quando la formazione di X-(ac) + H3O+(ac) è termodinamicamente altamente favorito, HX rilascerà il suo protone acido nell'acqua; e poi questo, con H.3O+ come suo nuovo "vettore", può reagire con un altro composto, anche se quest'ultimo non è una base forte.
Quanto sopra spiega le caratteristiche acide degli idracidi. Questo è il caso di tutti gli HX disciolti in acqua; ma alcuni generano soluzioni più acide di altri. Per cosa è questo? Le ragioni possono essere molto complicate. Non tutti gli HX (ac) favoriscono l'equilibrio anteriore verso destra, cioè verso X-(ac) + H3O+(AC).
E l'eccezione si osserva nell'acido fluoridrico, HF (aq). Il fluoro è molto elettronegativo, quindi accorcia la distanza del legame H-X, rafforzandolo contro la sua rottura per azione dell'acqua..
Allo stesso modo, il legame H-F ha una sovrapposizione molto migliore per ragioni di raggio atomico. D'altra parte, i legami H-Cl, H-Br o H-I sono più deboli e tendono a dissociarsi completamente in acqua, al punto da rompere l'equilibrio sopraelevato..
Questo perché gli altri alogeni o calcogeni (lo zolfo, per esempio), hanno raggi atomici più grandi e, quindi, orbitali più grandi. Di conseguenza, il legame H-X presenta una sovrapposizione orbitale più scarsa poiché X è più grande, il che a sua volta influenza la forza acida quando è a contatto con l'acqua..
In questo modo l'ordine decrescente di acidità per gli idroacidi degli alogeni è il seguente: HF< HCl Come si chiamano gli idracidi? Nella loro forma anidra, HX (g), devono essere menzionati come dettato per gli alogenuri di idrogeno: aggiungendo il suffisso -ide alla fine dei loro nomi. Ad esempio, HI (g) è costituito da un alogenuro (o idruro) formato da idrogeno e iodio, quindi il suo nome è: ioduro idrogeno. Poiché i non metalli sono generalmente più elettronegativi dell'idrogeno, ha un numero di ossidazione di +1. In NaH, invece, l'idrogeno ha un numero di ossidazione di -1. Questo è un altro modo indiretto per differenziare gli idruri molecolari dagli alogeni o gli alogenuri di idrogeno da altri composti.. Una volta che HX (g) entra in contatto con l'acqua, viene rappresentato come HX (ac) e quindi abbiamo l'idracido. Per denominare l'idracido, HX (ac), il suffisso -ide delle sue forme anidre deve essere sostituito dal suffisso -idrico. E dovrebbero essere menzionati come acidi in primo luogo. Pertanto, per l'esempio precedente, HI (ac) è denominato: iod acidoidrico. Gli idracidi possono essere formati semplicemente sciogliendo i loro corrispondenti alogenuri di idrogeno in acqua. Questo può essere rappresentato dalla 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 il rilascio di protoni acidi. Tuttavia, esiste un metodo sintetico che viene preferito perché utilizza sali o minerali come materia prima, sciogliendoli a basse temperature con acidi forti.. Se il sale da cucina, NaCl, viene sciolto con acido solforico concentrato, si verifica la seguente reazione: NaCl (s) + HDueSW4(aq) => HCl (aq) + NaHSO4(AC) L'acido solforico dona uno dei suoi protoni acidi all'anione cloruro Cl-, convertendolo così in acido cloridrico. L'acido cloridrico, HCl (g), può fuoriuscire da questa miscela perché è molto volatile, soprattutto se la sua concentrazione in acqua è molto alta. L'altro sale prodotto è il solfato acido di sodio, NaHSO4. Un altro modo per produrlo è sostituire l'acido solforico con acido fosforico concentrato: NaCl (s) + H3PO4(aq) => HCl (aq) + NaHDuePO4(AC) La H3PO4 reagisce allo stesso modo di HDueSW4, producendo acido cloridrico e fosfato diacido di sodio. NaCl è la fonte dell'anione Cl-, così che per sintetizzare gli altri idracidi occorrono sali o minerali contenenti F.-, Br-, io-, SDue-, eccetera. Ma l'uso di H.DueSW4 o H3PO4 dipenderà dalla sua forza ossidativa. La HDueSW4 È un agente ossidante molto forte, al punto che ossida anche Br- e io- alle loro forme molecolari BrDue e ioDue; il primo è un liquido rossastro e il secondo un solido viola. Pertanto, l'H3PO4 rappresenta l'alternativa preferita in tali sintesi. Gli idracidi in sostanza vengono utilizzati per dissolvere diversi tipi di materia. Questo perché sono acidi forti e possono pulire qualsiasi superficie con moderazione.. I suoi protoni acidi vengono aggiunti ai composti di impurità o sporco, rendendoli solubili nel mezzo acquoso e vengono poi trascinati dall'acqua. A seconda della natura chimica di detta superficie, è possibile utilizzare un idracido o un altro. Ad esempio, l'acido fluoridrico non può essere utilizzato per pulire i vetri poiché li dissolverà sul posto. L'acido cloridrico viene utilizzato per rimuovere le macchie dalle piastrelle della piscina. Sono anche in grado di sciogliere rocce o campioni solidi e quindi utilizzati per scopi analitici o di produzione su piccola o grande scala. Nella cromatografia a scambio ionico, l'acido cloridrico diluito viene utilizzato per pulire la colonna degli ioni rimanenti.. Alcune reazioni richiedono soluzioni altamente acide per accelerarle e ridurre il tempo in cui si verificano. È qui che entrano in gioco gli idracidi. Un esempio di ciò è l'uso dell'acido idroiodico nella sintesi dell'acido acetico glaciale. Anche l'industria petrolifera ha bisogno di idracidi nei processi di raffinazione. 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 possono essere sintetizzati: fluoruri, cloruri, ioduri, bromuri, seleniuri, solfuri e altri composti altro. Questi alogenuri possono avere applicazioni molto diverse. Ad esempio, possono essere utilizzati per sintetizzare polimeri, come il teflon; o intermediari, da cui gli atomi di alogeno verranno incorporati nelle strutture molecolari di alcuni farmaci. Supponiamo che la molecola CH3CHDueOH, etanolo, reagisce con HCl per formare cloruro di etile: CH3CHDueOH + HCl => CH3CHDueCl + HDueO Ciascuna di queste reazioni nasconde un meccanismo e molti aspetti che vengono considerati nelle sintesi organiche.. 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): Idracido binario le cui molecole H-F formano forti legami idrogeno, al punto che in acqua è un acido debole. A differenza degli idracidi fino ad allora considerati, è poliatomico, cioè ha più di due atomi, tuttavia continua ad essere binario in quanto è composto da due elementi: lo zolfo e l'idrogeno.. Le sue molecole H-S-H angolari non formano legami idrogeno apprezzabili e possono essere rilevate dal loro caratteristico odore di uovo marcio.. Uno degli acidi più conosciuti nella cultura popolare. Fa anche parte della composizione del succo gastrico, presente nello stomaco, e insieme agli enzimi digestivi degradano il cibo. Come l'acido idroiodico, in fase gassosa è costituito da molecole H-Br lineari, che si dissociano in ioni H+ (H.3O+) e fr- quando entrano in acqua. Sebbene il tellurio abbia un certo carattere metallico, il suo idracido emana vapori sgradevoli e altamente velenosi, come il seleniuro di idrogeno.. Come gli altri idracidi dei calcogenuri (dal gruppo 16 della tavola periodica), in soluzione produce l'anione TeDue-, quindi la sua valenza è -2.Nomenclatura
Forma anidra
In soluzione acquosa
Come si formano?
Dissoluzione diretta degli alogenuri di idrogeno
Dissoluzione di sali di non metalli con acidi
Applicazioni
Detergenti e solventi
Catalizzatori acidi
Reagenti per la sintesi di composti organici e inorganici
Esempi
HF, acido fluoridrico
HDueS, idrogeno solforato
HCl, acido cloridrico
HBr, acido bromidrico
HDueTe, acido telluridrico
Riferimenti
Nessun utente ha ancora commentato questo articolo.