弱酸は、部分的にのみ水に解離しています。それらの解離後、それらが見つかった溶液は平衡に達し、同時に存在する酸とその共役塩基が観察されます。酸は、ヒドロニウムイオン(H +)を提供したり、電子対と共有結合を形成したりできる分子またはイオンです。
これらは順番に強さによって分類できます:強酸と弱酸。酸の強さについて話すとき、これはこれらの種のイオン化の程度を測定する特性です。つまり、酸がプロトンを失う能力または傾向です。
HA + H2O↔A- + H3O +を解離する弱酸のスペシエーショングラフ
強酸は水の存在下で完全に解離するものです。すなわち、水に溶解した強酸の1モルは、1モルのHの分離をもたらす+との共役塩基Aの1モル- 。
弱酸とは何ですか?
上述のように、弱酸は水中で部分的に解離するものです。ほとんどの酸は弱酸であり、それらが見つかる溶液に数個の水素原子のみを放出することを特徴とします。
弱酸が解離(またはイオン化)すると、化学平衡の現象が発生します。この現象は、両方の種(つまり、反応物と生成物)が時間とともに変化しない傾向のある濃度で存在する状態です。
この状態は、順方向反応の速度が逆方向反応の速度と等しい場合に発生します。したがって、これらの濃度は増加も減少もしません。
弱酸の「弱い」分類は、その解離能力とは無関係です。分子またはイオンの100%未満が水溶液中で不完全に解離する場合、酸は弱いと見なされます。したがって、酸解離定数Kaと呼ばれる弱酸同士の解離度も存在します。
酸が強いほど、Ka値は高くなります。最強の弱酸は、弱酸と強酸の境界と見なされるヒドロニウムイオン(H 3 O +)です。
弱酸の解離
弱酸は不完全にイオン化します。つまり、この弱酸が一般的な溶液の式でHAとして表される場合、かなりの量の解離していないHAが形成される水溶液中に存在します。
弱酸はH解離次のパターン、追従+は、この場合にヒドロニウムイオンであり、およびAは、-酸の共役塩基を表します。
弱酸の強さは、平衡定数または解離のパーセンテージとして表されます。前述のように、Kaという式は酸の解離定数であり、これは次のように平衡状態にある反応物質と生成物の濃度に関連しています。
Ka = /
Ka値が高いほど、H +の生成が優先され、溶液のpHが低くなります。弱酸のKaは、1.8×10 -16から55.5の値の間で変化します。Kaが1.8×10 -16未満の酸は、水より酸強度が低くなります。
酸の強さを測定するために使用されるもう1つの方法は、0%<α<100%から変化する解離の割合(α)を調べることです。と定義されている:
α= / +
Kaとは異なり、αは定数ではなく、の値に依存します。一般に、αの値はの値として増加します。この意味で、酸は希釈度に応じて強くなります。
プロパティ
酸の強さを決定し、それを多かれ少なかれ強くする多くの特性があります。これらの特性の中には、極性と誘導効果、原子半径、および結合強度があります。
極性と誘導効果
極性とは、結合における電子の分布を指します。これは、一対の選挙人が共有する2つの原子核の間の領域です。
2つの種間の電気陰性度が類似しているほど、電子共有が同等になります。しかし、電気陰性度が異なるほど、電子が他の分子よりも1つの分子に費やす時間が長くなります。
水素は電気陽性元素であり、水素が結合する元素の電気陰性度が高いほど、形成される化合物の酸性度が高くなります。このため、水素結合とより電気陰性の元素との間に酸が発生すると、酸はより強くなります。
さらに、誘導効果は、水素が化合物の酸性度を高めるために電気陰性元素に直接結合する必要がないことを意味します。このため、分子内の原子の配置によっては、一部の異性体は他の異性体よりも酸性度が高くなります。
原子半径と結合強度
水素を酸を支配する原子に結合する結合の強さは、分子の酸性度を定義するもう1つの重要な要素です。これは、結合を共有する原子のサイズに依存します。
HAと呼ばれる酸の場合、そのA原子のサイズを大きくするほど、その結合の強度が低下するため、この結合は壊れやすくなります。これにより、分子がより酸性になります。
原子半径の大きい原子は、水素との結合が弱くなるため、この詳細のおかげで酸性度が向上します。
弱酸の例
多数の弱酸があります(すべての酸のほとんど)。これらには以下が含まれます:
-亜硫酸(H 2 SO 3)。
-リン酸(H 3 PO 4)。
-亜硝酸(HNO 2)。
-フッ酸(HF)。
-酢酸(CH 3 COOH)。
-炭酸(H 2 CO 3)。
-安息香酸(C 6 H 5 COOH)。
参考文献
- 弱酸。(sf)。en.wikipedia.orgから取得
- 必須の生化学。(sf)。wiley.comから取得
- CliffNotes。(sf)。cliffsnotes.comから取得
- 科学、F。o。(sf)。ウォータールー大学。science.uwaterloo.caから取得
- アン・マリー・ヘルメンスティン、P(nd)。ThoughtCo。thoughtco.comから取得