تبلیغات
شیمی - اسید ها
جمعه 19 آذر 1389

اسید ها

   نوشته شده توسط: امین صادقی    

قدرت اسیدها

قدرت اسید ها و بازها نسبی می باشد .اسیدی قویتراست که پروتون دهنده بهتری باشد.اسیدهای خالص ساختارمولکولی داشته که ضمن انحلال درآب به یون هیدرونیوم و آنیون (بازمزدوج اسید) یونیده می شوند. همه اسیدها بطورکامل درآب یونش نمی یابند مانند هیدروفلوئوریک اسید که ضمن انحلال درآب به مقدارجزیی تولید یون هیدرونیوم و یون(- F )می کند درحالی که هیدروکلریک اسید تقریبا بطور ۱۰۰٪  درآب یونش می یابد به همین علت محلول HF را اسیدی ضعیف و محلول HCl اسیدی قوی می نامند هرچه اسید قوی تر باشد PH  کوچکتری خواهد داشت.

ازمهمترین عوامل درقدرت اسیدی ساختار اسید و میزان انحلال در دمای ثابت است . درمورد محلول HF درآب عامل مهم دیگر قدرت پیوند هیدروژنی بین مولکولهای HF خالص است که قویترین پیوند هیدروژنی موجود می باشد بطوری که حتی درحالت گاز بین بعضی ازمولکولهای این ماده هم چنان باقی می ماند.

درهنگام حل شدنHF درآب پیوندهیدروژنی تشکیل شده بین آب وHF  به قدرت پیوند هیدروژنی بین مولکولهای خالص HF نبوده، به طوریکه برخلاف معمول هرچه محلول HF  درآب را غلیظ تر کنیم درجه یونش اسید افزایش می یابد.


در طی سالیان متمادی بر اساستجربیات عملی لاووازیه (A.L.Lavoisier) چنین تلقی می‌گردید که اجزای ساختمان عمومی کلیه اسیدها از عنصر اکسیژن تشکیل گردیده است. اما بتدریج این موضوع از نظر علمی روشن و اعلام گردید که چنانچه این موضوع صحت داشته باشد، بر خلاف عقیده اعلام شده در مورد اکسیژن ، این عنصر هیدروژن است. درحقیقت ، تعریف یک اسید بنا به فرمول اعلام شده از سوی لیبیگ (J. VonLiebig) در سال 1840 عبارت است از:


موادی حاوی هیدروژن که می‌توانند با فلزات واکنش نموده و گاز هیدروژن تولید نمایند.

نظریه فوق مدت پنجاه سال مورد استناد بوده است. بعدها با پیشرفت علم شیمی ،مفاهیم جدیدی درباره اسیدها اعلام شده که در زیر به بررسی آنها خواهیمپرداخت.

خواص عمومی اسیدها
محلول آبی آنها یونهای پروتون آزاد می‌کند.
موادی هستند که از نظر مزه ترشند.
کاغذ تورنسل را سرخ رنگ می‌کنند.
با برخی فلزات مانند آهن و روی ترکیب شده گاز هیدروژن می‌دهند.
با قلیاها (بازها) واکنش نموده و املاح را تشکیل می‌دهند.
با کربنات کلسیم (مثلا به صورت سنگ مرمر) بشدت واکنش دارند، بطوریکه کف می‌کنند و گاز کربنیک آزاد می‌نمایند.
نظریه آرنیوس درباره اسیدها
زمانیکه مفاهیم یونیزاسیون ترکیبات شیمیایی در محلولهای آبی روشن گردید، مفهوم اسید بطور قابل ملاحظه‌ای تغییر پیدا کرد. مطابق تعریف آرنیوس ، اسید ماده ای ست که در آب یونیزه می‌شود و یون +H3O که گاهی بصورت +H نیز نشان داده می‌شود، تولید می‌کند.



(HCl -----> H++ Cl-(aq



آرنیوس قدرت اسیدی را نیز بر همین اساس تفسیر کرد و گفت که اسید قوی ، درمحلولهای آبی تقریبا، بطور کامل یونیزه می‌شود. در صورتیکه که میزان تفکیک اسید ضعیف کمتر است. توجه کنید که مفهوم آرنیوس بر یون‌های آب استوار است.بر اساس تعریف آرنیوس می‌توان نقش اکسیدهای اسیدی را نیز تفسیر کرد.

اکسیدهای اسیدی
اکسیدهای بسیاری از غیرفلزات با آب واکنش داده و اسید تولید می‌کنند، در نتیجه این مواد را اکسیدهای اسیدی یا ایندرید اسید می‌نامند.



N2O5(s) + H2O → H++ NO3-aq

مفهوم آرنیوس ، به علت تاکید آن بر آب و واکنشهای محلول‌های آبی ، با محدودیت رو‌به‌روست.

نظریه برونشتد- لوری درباره اسیدها
درسال 1923، یوهان برونشتد و تامس لوری ، مستقل از یکدیگر مفهومی گسترده‌تربرای اسیدها و بازها بیان کردند. بر اساس تعریف ، برونشتد - لوری ، اسیدماده ای است که یک پروتون به باز می‌دهد. اسیدها ممکن است مولکول یا یونباشند. با حذف پروتون ، اسید به باز (باز مزودج اسید 1) تبدیل می‌شود و باگرفتن پروتون ، باز اولیه ، یعنی باز 2 به اسید2 (اسید مزدوج باز 2) تبدیلمی‌شود.



اسید 2 + باز 1 <----- اسید 1 + باز 2



قدرتاسیدها ، بر میل آنها برای از دست دادن یا گرفتن پروتون استوار است. هر چهاسید قویتر باشد، باز مزدوج آن ضعیفتر است. در یک واکنش ، تعادل در جهتتشکیل اسید ضعیفتر است. اسید پرکلریک ، HClO4 ، قویترین اسید است، و بازمزدوج آن ، یعنی یون پرکلرات ، -ClO4 ، ضعیفترین باز می‌باشد و H2 ،ضعیفترین اسید و باز مزدوج آن یعنی یون هیدرید ، +H قویترین باز می‌باشد.

نظریه لوییس درباره اسیدها
گیلبرتلوییس مفهوم گسترده‌تری برای اسیدها در سال 1938 پیشنهاد داد که پدیدهاسید - باز را از پروتون رها ساخت. طبق تعریف لوییس ، اسید ماده‌ای است کهبتواند با پذیرش یک زوج الکترون از باز ، یک پیوند کوولانسی تشکیل دهد. درنظریه لوییس به مفهوم زوج الکترون و تشکیل پیوند کووالانسی تاکید می‌شود.تعریف لوییس در مورد اسیدها بسیار گسترده‌تر از آن است که برونشتد عنواننموده است. ترکیبات شیمیایی که می‌توانند نقش اسید لوییس داشته باشند،عبارتند از:
مولکولها یا اتمهایی که هشت‌تایی ناقص داشته باشند.


(BH3 + F- → BH4-(aq




بسیاری از کاتیونهای ساده می‌توانند نقش اسید لوییس داشته باشند.


Cu+2 + 4NH3 → Cu(NH3)4+2


برخی از اتم‌های فلزی در تشکیل ترکیباتی مانند کربونیل‌ها که از واکنش فلز با مونوکسید کربن تولید می‌شود، نقش اسید دارند:


Ni + 4CO → Ni(CO)4


ترکیباتیکه اتم مرکزی آنها تونایی گسترش لایه ظرفیتی خود را داشته باشند ، درواکنشهایی که این گسترش عملی شود، نقش اسید دارند، مثلا در واکنش مقابل ،لایه ظرفیتی اتم مرکزی (Sn) از 8 به 2 الکترون گسترش یافته‌است.


SnCl4 + 2Cl- → SnCl6-2aq
برخی ترکیبات به علت داشتن یک یا چند پیوند دو گانه در مولکول ، خاصیت اسیدی دارند. مثلا CO2
قدرت اسیدی و ساختار مولکولی
به منظور بررسی رابطه بین ساختار مولکولی و قدرت اسیدی ، اسیدها را به دو نوع تقسیم می‌کنیم: هیدریدهای کووالانسی و اکسی ‌اسیدها.


اکسی ‌اسیدها
دراین ترکیبات ، هیدروژن اسیدی به یک اتم O متصل است و تغییر در اندازه ایناتم بسیار ناچیز است. بنابراین عامل کلیدی در قدرت اسیدی این اکسی‌اسیدها،به الکترونگاتیوی اتم Z مربوط می‌شود: H-O-Z .

اگر Z یک اتم غیرفلز با الکترونگاتیوی بالا باشد، سهمی در کاهش چگالی الکترونی پیرامون اتم O(علی رغم الکترونگاتیوی شدید اکسیژن) را دارد. این پدیده باعث می‌شود کهاتم اکسیژن، با کشیدن چگالی الکترونی پیوند H-O از اتم H ، تفکیک آن راسرعت ببخشد و ترکیب را اسیدی بکند. هیپوکلرواسید ، HOCl ، اسیدی از ایننوع است.

مهمترین اسیدهای قوی
مولکولهای این اسیدها و در محلولهای آبی رقیق کاملا یونیزه است. اسیدهای قوی متعارف عبارتند از: اسید کلریدریک ، یدیدریک ، نیتریک ، سولفوریک ، پرکلریک است.

مهمترین اسیدهای ضعیف
یونیزاسیوناین اسیدها در آب کامل نمی‌باشد و هرگز به 100% نمی‌رسد. مثال متعارف آنها، اسید استیک ، اسید کربنیک ، اسیدفلوریدریک ، اسید نیترو و تا حدودی اسیدفسفریک است.






Can you have an operation to make you taller?
شنبه 18 شهریور 1396 03:12 ق.ظ
Thank you for some other magnificent article. The place else could
anybody get that kind of information in such a
perfect method of writing? I have a presentation subsequent week, and I'm on the search for
such information.
How do you treat Achilles tendonitis?
یکشنبه 15 مرداد 1396 12:22 ق.ظ
Wonderful blog! I found it while surfing around on Yahoo News.

Do you have any suggestions on how to get listed in Yahoo News?
I've been trying for a while but I never seem to get there!
Many thanks
manicure
سه شنبه 22 فروردین 1396 02:02 ب.ظ
I know this site offers quality dependent posts and
other information, is there any other site which presents such things in quality?
manicure
سه شنبه 22 فروردین 1396 02:14 ق.ظ
Pretty part of content. I just stumbled upon your site and in accession capital to say that
I acquire actually loved account your blog posts. Anyway I will be subscribing for your augment or even I achievement
you get entry to consistently rapidly.
manicure
دوشنبه 21 فروردین 1396 12:25 ب.ظ
I absolutely love your blog and find most of your
post's to be what precisely I'm looking for. Do you offer guest writers to write content for yourself?
I wouldn't mind publishing a post or elaborating
on many of the subjects you write regarding
here. Again, awesome blog!
کلثوم
دوشنبه 10 آذر 1393 09:48 ب.ظ
خیلی پیش و پا افتاده بود.
 
لبخندناراحتچشمک
نیشخندبغلسوال
قلبخجالتزبان
ماچتعجبعصبانی
عینکشیطانگریه
خندهقهقههخداحافظ
سبزقهرهورا
دستگلتفکر