Acid



Toate cunoștințele pe care oamenii le-au acumulat de-a lungul secolelor despre Acid sunt acum disponibile pe internet, iar noi le-am compilat și le-am aranjat pentru dumneavoastră în cel mai accesibil mod posibil. Dorim să puteți accesa rapid și eficient tot ceea ce doriți să știți despre Acid, ca experiența dumneavoastră să fie plăcută și să simțiți că ați găsit cu adevărat informațiile pe care le căutați despre Acid.

Pentru a ne atinge scopurile ne-am străduit nu numai să obținem cele mai actualizate, ușor de înțeles și veridice informații despre Acid, dar am avut grijă ca designul, lizibilitatea, viteza de încărcare și ușurința de utilizare a paginii să fie cât mai plăcute, astfel încât să vă puteți concentra asupra esențialului, cunoscând toate datele și informațiile disponibile despre Acid, fără să vă faceți griji pentru nimic altceva, noi ne-am ocupat deja de asta pentru dumneavoastră. Sperăm că ne-am atins scopul și că ați găsit informațiile pe care le căutați despre Acid. Așadar, vă urăm bun venit și vă încurajăm să vă bucurați în continuare de experiența de utilizare a scientiaro.com .

Zincul , un metal tipic, care reacioneaz cu acidul clorhidric , un acid tipic

Un acid este o molecul sau ion capabil fie s doneze un proton (de exemplu, ion hidrogen, H + ), cunoscut sub numele de acid Brønsted-Lowry , fie capabil s formeze o legtur covalent cu o pereche de electroni , cunoscut sub numele de acid Lewis .

Prima categorie de acizi sunt donatorii de protoni sau acizii Brønsted Lowry . În cazul special al soluiilor apoase , donatorii de protoni formeaz ionul de hidroniu H 3 O + i sunt cunoscui ca acizi Arrhenius . Brønsted i Lowry au generalizat teoria Arrhenius pentru a include solveni neapoi . Un acid Brønsted sau Arrhenius conine de obicei un atom de hidrogen legat de o structur chimic care este înc favorabil energetic dup pierderea H + .

Acizii apoi Arrhenius au proprieti caracteristice care ofer o descriere practic a unui acid. Acizii formeaz soluii apoase cu un gust acru, pot deveni rou albastru de turnesol i reacioneaz cu baze i anumite metale (cum ar fi calciul ) pentru a forma sruri . Cuvântul acid este derivat din latinescul acidus / acre , care înseamn acru. O soluie apoas a unui acid are un pH mai mic de 7 i este denumit în mod colocvial i acid (ca în dizolvat în acid), în timp ce definiia strict se refer doar la solut . Un pH mai mic înseamn o aciditate mai mare i, prin urmare, o concentraie mai mare de ioni de hidrogen pozitivi în soluie. Se spune c substanele chimice sau substanele care au proprietatea unui acid sunt acide .

Acizii apoi obinuii includ acidul clorhidric (o soluie de clorur de hidrogen care se gsete în acidul gastric din stomac i activeaz enzimele digestive ), acidul acetic (oetul este o soluie apoas diluat a acestui lichid), acidul sulfuric (utilizat în bateriile auto ), i acid citric (care se gsete în citrice). Dup cum arat aceste exemple, acizii (în sens colocvial) pot fi soluii sau substane pure i pot fi derivai din acizi (în sens strict) care sunt solide, lichide sau gaze. Acizii tari i unii acizi slabi concentrai sunt corozivi , dar exist excepii precum carborani i acid boric .

A doua categorie de acizi sunt acizii Lewis , care formeaz o legtur covalent cu o pereche de electroni. Un exemplu este trifluorura de bor (BF 3 ), al crei atom de bor are un orbital liber care poate forma o legtur covalent prin partajarea unei perechi solitare de electroni pe un atom dintr-o baz, de exemplu atomul de azot din amoniac (NH 3 ). Lewis a considerat acest lucru ca o generalizare a definiiei lui Brønsted, astfel încât un acid este o specie chimic care accept perechi de electroni fie direct, fie prin eliberarea de protoni (H + ) în soluie, care apoi accept perechi de electroni. Cu toate acestea, clorura de hidrogen, acidul acetic i majoritatea celorlali acizi Brønsted-Lowry nu pot forma o legtur covalent cu o pereche de electroni i, prin urmare, nu sunt acizi Lewis. În schimb, muli acizi Lewis nu sunt acizi Arrhenius sau Brønsted Lowry. În terminologia modern, un acid este implicit un acid Brønsted i nu un acid Lewis, deoarece chimitii se refer aproape întotdeauna la un acid Lewis în mod explicit ca un acid Lewis .

Definiii i concepte

Definiiile moderne se refer la reaciile chimice fundamentale comune tuturor acizilor.

Majoritatea acizilor întâlnii în viaa de zi cu zi sunt soluii apoase sau pot fi dizolvai în ap, astfel încât definiiile Arrhenius i Brønsted Lowry sunt cele mai relevante.

Definiia Brønsted Lowry este definiia cea mai utilizat; dac nu se specific altfel, se presupune c reaciile acid-baz implic transferul unui proton (H + ) de la un acid la o baz.

Ionii de hidroniu sunt acizi conform celor trei definiii. Dei alcoolii i aminele pot fi acizi Brønsted Lowry, pot funciona i ca baze Lewis datorit perechilor izolate de electroni de pe atomii lor de oxigen i azot.

Acizi Arrhenius

În 1884, Svante Arrhenius a atribuit proprietile aciditii ionilor de hidrogen (H + ), descrii ulterior drept protoni sau hidroni . Un acid Arrhenius este o substan care, atunci când este adugat în ap, crete concentraia ionilor H + din ap. Reinei c chimitii scriu adesea H + ( aq ) i se refer la ionul hidrogen atunci când descriu reaciile acido-bazice, dar nucleul de hidrogen liber, un proton , nu exist singur în ap, exist ca ion hidroniu (H 3 O + ) sau alte forme (H 5 O 2 + , H 9 O 4 + ). Astfel, un acid Arrhenius poate fi descris i ca o substan care crete concentraia ionilor de hidroniu atunci când este adugat la ap. Exemplele includ substane moleculare precum clorur de hidrogen i acid acetic.

O baz Arrhenius , pe de alt parte, este o substan care crete concentraia ionilor hidroxid (OH - ) atunci când este dizolvat în ap. Aceasta scade concentraia de hidroniu deoarece ionii reacioneaz pentru a forma molecule de H 2 O:

H 3 O+
(aq)
+ OH-
(aq)
H 2 O (l) + H 2 O (l)

Datorit acestui echilibru, orice cretere a concentraiei de hidroniu este însoit de o scdere a concentraiei de hidroxid. Astfel, se poate spune c un acid Arrhenius este unul care scade concentraia de hidroxid, în timp ce o baz Arrhenius îl mrete.

Într-o soluie acid, concentraia ionilor de hidroniu este mai mare de 10-7 moli pe litru. Deoarece pH-ul este definit ca logaritmul negativ al concentraiei ionilor de hidroniu, soluiile acide au astfel un pH mai mic de 7.

Acizi Brønsted Lowry

Acidul acetic, CH3COOH, este compus dintr-o grupare metil, CH3, legat chimic de o grupare carboxilat, COOH.  Grupul carboxilat poate pierde un proton i îl poate dona unei molecule de ap, H20, lsând în urm un anion acetat CH3COO- i creând un cation hidroniu H3O.  Aceasta este o reacie de echilibru, deci poate avea loc i procesul invers.
Acidul acetic , un acid slab , doneaz un proton (ion hidrogen, evideniat în verde) la ap într-o reacie de echilibru pentru a da ionul acetat i ionul hidroniu . Rou: oxigen, negru: carbon, alb: hidrogen.

În timp ce conceptul Arrhenius este util pentru descrierea multor reacii, acesta este, de asemenea, destul de limitat în domeniul su de aplicare. În 1923, chimitii Johannes Nicolaus Brønsted i Thomas Martin Lowry au recunoscut independent c reaciile acid-bazice implic transferul unui proton. Un acid Brønsted Lowry (sau pur i simplu acid Brønsted) este o specie care doneaz un proton unei baze Brønsted Lowry. Teoria acid-baz Brønsted Lowry are mai multe avantaje fa de teoria Arrhenius. Luai în considerare urmtoarele reacii ale acidului acetic (CH 3 COOH), acidul organic care confer oetului gustul caracteristic:

CH
3
COOH
+ H
2
O
CH
3
GÂNGURI-
+ H
3
O+
CH
3
COOH
+ NH
3
CH
3
GÂNGURI-
+ NH+
4

Ambele teorii descriu cu uurin prima reacie: CH 3 COOH acioneaz ca un acid Arrhenius, deoarece acioneaz ca o surs de H 3 O + atunci când este dizolvat în ap i acioneaz ca un acid Brønsted prin donarea unui proton la ap. In al doilea exemplu CH 3 COOH sufer aceeai transformare, în acest caz donarea unui proton la amoniac (NH 3 ), dar nu se refer la definiia Arrhenius unui acid , deoarece reacia nu produc hidroniu. Cu toate acestea, CH 3 COOH este atât o Arrhenius i un acid Bronsted-Lowry.

Teoria Brønsted Lowry poate fi utilizat pentru a descrie reaciile compuilor moleculari în soluie neapoas sau faza gazoas. Clorura de hidrogen (HCI) i amoniacul se combin în mai multe condiii diferite pentru a forma clorur de amoniu , NH 4 Cl. În soluie apoas HCl se comport ca acid clorhidric i exist ca ioni de hidroniu i clorur. Urmtoarele reacii ilustreaz limitrile definiiei lui Arrhenius:

  1. H 3 O+
    (aq)
    + Cl-
    (aq)
    + NH 3 CI-
    (aq)
    + NH+
    4
    (aq) + H 2 O
  2. HCI (benzen) + NH 3 (benzen) NH 4 Cl (s)
  3. HCI (g) + NH 3 (g) NH 4 Cl (s)

Ca i în cazul reaciilor cu acid acetic, ambele definiii funcioneaz pentru primul exemplu, în care apa este solventul i ionul de hidroniu este format din solutul de HCI. Urmtoarele dou reacii nu implic formarea ionilor, dar sunt totui reacii de transfer de protoni. In a doua acidul clorhidric gazos de reacie i amoniac (dizolvat în benzen ) reacioneaz pentru a forma clorura de amoniu solid într - un solvent de benzen i în al treilea HCI gazos i NH 3 se combin pentru a forma produsul solid.

Acizi Lewis

Un al treilea concept, doar marginal legat, a fost propus în 1923 de Gilbert N. Lewis , care include reacii cu caracteristici acido-bazice care nu implic un transfer de protoni. Un acid Lewis este o specie care accept o pereche de electroni de la o alt specie; cu alte cuvinte, este un acceptor de perechi de electroni. Reaciile acid-baz Brønsted sunt reacii de transfer de protoni, în timp ce reaciile acid-baz de Lewis sunt transferuri de perechi de electroni. Muli acizi Lewis nu sunt acizi Brønsted Lowry. Contrasteaz cum sunt descrise urmtoarele reacii în termeni de chimie acido-bazic:

LewisAcid.png

În prima reacie, un ion fluor , F - , renun la o pereche de electroni la trifluorur de bor pentru a forma produsul tetrafluoroborat . Fluorul pierde o pereche de electroni de valen, deoarece electronii împrtii în legtura B-F sunt situai în regiunea spaiului dintre cele dou nuclee atomice i, prin urmare, sunt mai îndeprtai de nucleul fluorurii decât sunt în ionul fluor unic. BF 3 este un acid Lewis, deoarece accept perechea de electroni din fluor. Aceast reacie nu poate fi descris în termenii teoriei lui Brønsted, deoarece nu exist transfer de protoni. A doua reacie poate fi descris folosind oricare dintre teorii. Un proton este transferat dintr-un acid Brønsted nespecificat în amoniac, o baz Brønsted; în mod alternativ, amoniacul acioneaz ca o baz Lewis i transfer o pereche solitar de electroni pentru a forma o legtur cu un ion hidrogen. Specia care câtig perechea de electroni este acidul Lewis; de exemplu, atomul de oxigen din H 3 O + câtig o pereche de electroni atunci când una dintre legturile H-O este rupt i electronii împrii în legtur devin localizai pe oxigen. În funcie de context, un acid Lewis poate fi descris i ca oxidant sau ca electrofil . Acizii organici Brønsted, cum ar fi acidul acetic, citric sau oxalic, nu sunt acizi Lewis. Se disociaz în ap pentru a produce un acid Lewis, H + , dar în acelai timp produc i o cantitate egal dintr-o baz Lewis (acetat, citrat sau oxalat, respectiv, pentru acizii menionai). Acest articol trateaz mai ales acizii Brønsted decât acizii Lewis.

Disocierea i echilibrul

Reaciile acizilor sunt adesea generalizate sub forma HA H + + A - , unde HA reprezint acidul i A - este baza conjugat . Aceast reacie este denumit protoliz . Forma protonat (HA) a unui acid este denumit uneori i acid liber .

Perechile conjugate acid-baz difer cu un proton i pot fi interconvertite prin adugarea sau îndeprtarea unui proton (respectiv protonaie i deprotonare ). Reinei c acidul poate fi specia încrcat i baza conjugat poate fi neutr, caz în care schema de reacie generalizat ar putea fi scris ca HA + H + + A. În soluie exist un echilibru între acid i baza sa conjugat. Constanta de echilibru K este o expresie concentraiile de echilibru ale moleculelor sau ionilor din soluie. Parantezele indic concentrare, astfel încât [H 2 O] mijloace concentraia H 2 O . Constanta de disociere acid K a este utilizat în general în contextul reaciilor acido-bazice. Valoarea numeric a K a este egal cu produsul dintre concentraiile produselor împrit la concentraia reactanilor, în cazul în care reactantul este acidul (HA) , iar produsele sunt baza conjugat i H + .

Cu cât mai puternic a doi acizi vor avea o mai mare K o decât acidul mai slab; raportul dintre ionii de hidrogen i acid va fi mai mare pentru acidul mai puternic, deoarece acidul mai puternic are o tendin mai mare de a-i pierde protonul. Deoarece gama de valori posibile pentru K a se întinde pe mai multe ordine de mrime, o constant mai uor de gestionat, p K a este mai frecvent utilizat, unde p K a = log 10 K a . Acizii puternici au un p mai mic K o decât acizi mai slabi. Determinat experimental p K o la 25 ° C în soluie apoas sunt adesea citate în manuale i materiale de referin.

Nomenclatur

Acizii Arrhenius sunt denumii în funcie de anioni . În sistemul clasic de denumire, sufixul ionic este abandonat i înlocuit cu un sufix nou, conform tabelului urmtor. Prefixul hidro- este utilizat atunci când acidul este alctuit doar din hidrogen i un alt element. De exemplu, HCI are ca anion clorura , deci se folosete prefixul hidro, iar sufixul -ide face ca numele s ia forma acid clorhidric .

Sistem clasic de denumire:

Prefixul anionului Sufixul anionic Prefix acid Sufix acid Exemplu
pe a mancat pe acid ic acid percloric (HClO 4 )
a mancat acid ic acid cloric (HClO 3 )
ite acid acid acid cloros (HClO 2 )
hipo ite hipo acid acid acid hipocloros (HClO)
ide hidro acid ic acid clorhidric (HCI)

În sistemul de denumire IUPAC , apos este pur i simplu adugat la numele compusului ionic. Astfel, pentru clorur de hidrogen, ca soluie acid, denumirea IUPAC este clorur de hidrogen apoas.

Rezistena la acid

Puterea unui acid se refer la capacitatea sau tendina acestuia de a pierde un proton. Un acid puternic este unul care se disociaz complet în ap; cu alte cuvinte, un mol de acid puternic HA se dizolv în ap rezultând un mol de H + i un mol de baz conjugat, A - , i niciunul dintre acidul protonat HA. În schimb, un acid slab se disociaz doar parial i la echilibru atât acidul, cât i baza conjugat sunt în soluie. Exemple de acizi puternici sunt acidul clorhidric (HCI), acidul iodiodic (HI), acidul bromhidric (HBr), acidul percloric (HClO 4 ), acidul azotic (HNO 3 ) i acidul sulfuric (H 2 SO 4 ). În ap, fiecare dintre acestea ionizeaz în esen 100%. Cu cât un acid este mai puternic, cu atât pierde mai uor un proton, H + . Doi factori cheie care contribuie la uurarea deprotonrii sunt polaritatea legturii H-A i dimensiunea atomului A, care determin puterea legturii H-A. Concentraiile acide sunt, de asemenea, adesea discutate în ceea ce privete stabilitatea bazei conjugate.

Acizii puternici au o mai mare constanta de disociere acid , K o i p mai negativ K a acizilor decât mai slabi.

Acizii sulfonici, care sunt oxiacizi organici, sunt o clas de acizi puternici. Un exemplu obinuit este acidul toluensulfonic (acid tosilic). Spre deosebire de acidul sulfuric în sine, acizii sulfonici pot fi solizi. De fapt, polistirenul funcionalizat în polistiren sulfonat este un plastic solid puternic acid, care poate fi filtrat.

Superacizii sunt acizi mai puternici decât acidul sulfuric 100%. Exemple de superacizi sunt acidul fluoroantimonic , acidul magic i acidul percloric . Superacizii pot protona permanent apa pentru a da sruri ionice, cristaline de hidroniu . De asemenea, pot stabiliza cantitativ carbocaiile .

În timp ce K a msoar puterea unui compus acid, puterea unei soluii apoase de acid este msurat prin pH, care este o indicaie a concentraiei de hidroniu din soluie. PH -ul unei soluii simple a unui compus de acid în ap este determinat prin diluarea compusului i a compusului K A .

Concentraia acid a lui Lewis în soluii neapoase

Acizii Lewis au fost clasificai în modelul ECW i s-a demonstrat c nu exist o singur ordine de concentraii acide. Puterea relativ a acceptorului acizilor Lewis ctre o serie de baze, comparativ cu ali acizi Lewis, poate fi ilustrat de graficele CB . S-a demonstrat c pentru a defini ordinea concentraiei acidului Lewis trebuie luate în considerare cel puin dou proprieti. Pentru teoria HSAB calitativ a lui Pearson, cele dou proprieti sunt duritatea i rezistena, în timp ce pentru modelul ECW cantitativ al lui Drago, cele dou proprieti sunt electrostatice i covalente.

Caracteristici chimice

Acizi monoprotici

Acizii monoprotici, cunoscui i sub numele de acizi monobazici, sunt acei acizi care sunt capabili s doneze un proton pe molecul în timpul procesului de disociere (uneori numit ionizare) aa cum se arat mai jos (simbolizat prin HA):

HA (aq) + H 2 O (l) H 3 O+
(aq)
+ A-
(aq)
        K a

Exemple obinuite de acizi monoprotici din acizii minerali includ acidul clorhidric (HCI) i acidul azotic (HNO 3 ). Pe de alt parte, pentru acizii organici termenul indic în principal prezena unei grupe de acid carboxilic i uneori aceti acizi sunt cunoscui ca acid monocarboxilic. Exemple în acizi organici includ acid formic (HCOOH), acid acetic (CH 3 COOH) i acidul benzoic (C 6 H 5 COOH).

Acizi poliprotici

Acizii poliprotici, cunoscui i sub numele de acizi polibazici, sunt capabili s doneze mai mult de un proton pe molecul de acid, spre deosebire de acizii monoprotici care doneaz doar un proton pe molecul. Tipuri specifice de acizi poliprotici au denumiri mai specifice, cum ar fi acidul diprotic (sau dibazic) (doi poteniali protoni de donat) i acidul triprotic (sau tribazic) (trei poteniali protoni de donat). Unele macromolecule precum proteinele i acizii nucleici pot avea un numr foarte mare de protoni acizi.

Un acid diprotic (aici simbolizat cu H 2 A) poate suferi una sau dou disocieri în funcie de pH. Fiecare disociere are propria sa constant de disociere, K a1 i K a2 .

H 2 A (aq) + H 2 O (l) H 3 O+
(aq)
+ HA-
(aq)
      K a1
HA-
(aq)
+ H 2 O (l) H 3 O+
(aq)
+ A2
(aq)
      K a2

Prima constant de disociere este de obicei mai mare decât a doua (adic K a1 > K a2 ). De exemplu, acidul sulfuric (H 2 SO 4 ) poate dona un proton pentru a forma anionul bisulfat (HSO-
4
), pentru care K a1 este foarte mare; atunci poate dona un al doilea proton pentru a forma anionul sulfat (SO2
4
), în care K a2 este rezisten intermediar. K a1 mare pentru prima disociere face din sulfuric un acid puternic. În mod similar, acidul carbonic slab instabil (H 2 CO 3 ) poate pierde un proton pentru a forma anion bicarbonat (HCO-
3
)
i pierde o secund pentru a forma anion carbonat (CO2
3
). Ambele valori K a sunt mici, dar K a1 > K a2 .

Un acid triprotic (H 3 A) poate suferi una, dou sau trei disocieri i are trei constante de disociere, unde K a1 > K a2 > K a3 .

H 3 A (aq) + H 2 O (l) H 3 O+
(aq)
+ H 2 A-
(aq)
        K a1
H 2 A-
(aq)
+ H 2 O (l) H 3 O+
(aq)
+ HA2
(aq)
      K a2
HA2
(aq)
+ H 2 O (l) H 3 O+
(aq)
+ A3
(aq)
        K a3

Un exemplu anorganic de acid triprotic este acidul ortofosforic (H 3 PO 4 ), de obicei numit doar acid fosforic . Toi cei trei protoni pot fi pierdui succesiv pentru a produce H 2 PO-
4
, apoi HPO2
4
, i în cele din urm PO3
4
, ionul ortofosfat, numit de obicei doar fosfat . Chiar dac poziiile celor trei protoni pe molecula original de acid fosforic sunt echivalente, valorile succesive ale K a difer deoarece este mai puin favorabil din punct de vedere energetic s pierzi un proton dac baza conjugat este mai încrcat negativ. Un exemplu organic de acid triprotic este acidul citric , care poate pierde succesiv trei protoni pentru a forma în cele din urm ionul citrat .

Dei pierderea ulterioar a fiecrui ion hidrogen este mai puin favorabil, toate bazele conjugate sunt prezente în soluie. Se poate calcula concentraia fracional, (alfa), pentru fiecare specie. De exemplu, un acid diprotic generic va genera 3 specii în soluie: H 2 A, HA - i A 2 . Concentraiile fracionate pot fi calculate dup cum urmeaz atunci când li se d fie pH-ul (care poate fi transformat în [H + ]), fie concentraiile acidului cu toate bazele sale conjugate:

Un grafic al acestor concentraii fracionate împotriva pH-ului, pentru K 1 i K 2 , este cunoscut sub numele de grafic Bjerrum . Un model se observ în ecuaiile de mai sus i poate fi extins la general n acidul -protic care a fost deprotonat i -times:

unde K 0 = 1 i ceilali termeni K sunt constantele de disociere pentru acid.

Neutralizare

Acid clorhidric (în pahar ) care reacioneaz cu vapori de amoniac pentru a produce clorur de amoniu (fum alb).

Neutralizarea este reacia dintre un acid i o baz, producând o sare i o baz neutralizat; de exemplu, acidul clorhidric i hidroxidul de sodiu formeaz clorur de sodiu i ap:

HCI (aq) + NaOH (aq) H 2 O (l) + NaCl (aq)

Neutralizarea este baza titrrii , în care un indicator de pH indic punctul de echivalen atunci când un numr echivalent de moli ai unei baze au fost adugai la un acid. De multe ori se presupune în mod greit c neutralizarea ar trebui s conduc la o soluie cu pH 7,0, ceea ce este doar cazul cu concentraii similare de acid i baz în timpul unei reacii.

Neutralizarea cu o baz mai slab decât acidul are ca rezultat o sare slab acid. Un exemplu este clorura de amoniu slab acid , care este produs din acidul clorhidric acid puternic i amoniacul cu baz slab . În schimb, neutralizarea unui acid slab cu o baz puternic d o sare slab bazic (de exemplu, fluorur de sodiu din fluorur de hidrogen i hidroxid de sodiu ).

Echilibru acid slab - baz slab

Pentru ca un acid protonate pentru a pierde un proton, pH -ul sistemului trebuie s se ridice deasupra p K A a acidului. Concentraia sczut de H + în acea soluie bazic deplaseaz echilibrul ctre forma de baz conjugat (forma deprotonat a acidului). În soluiile cu pH mai mic (mai acid) exist o concentraie de H + suficient de mare în soluie pentru a determina acidul s rmân în forma sa protonat.

Soluiile de acizi slabi i srurile bazelor lor conjugate formeaz soluii tampon .

Titrare

Pentru a determina concentraia unui acid într-o soluie apoas, se efectueaz în mod obinuit o titrare acido-bazic. Se adaug o soluie de baz puternic cu o concentraie cunoscut, de obicei NaOH sau KOH, pentru a neutraliza soluia acid în funcie de schimbarea culorii indicatorului cu cantitatea de baz adugat. Curba de titrare a unui acid titrat de o baz are dou axe, cu volumul bazei pe axa x i valoarea pH-ului soluiei pe axa y. PH-ul soluiei crete întotdeauna pe msur ce baza se adaug la soluie.

Exemplu: acid Diprotic

Aceasta este o curb de titrare ideal pentru alanin , un aminoacid diprotic. Punctul 2 este primul punct echivalent în care cantitatea de NaOH adugat este egal cu cantitatea de alanin din soluia original.

Pentru fiecare curb de titrare a acidului diprotic, de la stânga la dreapta, exist dou puncte mediane, dou puncte de echivalen i dou regiuni tampon.

Puncte de echivalen

Datorit proceselor succesive de disociere, exist dou puncte de echivalen în curba de titrare a unui acid diprotic. Primul punct de echivalen apare atunci când toi primii ioni de hidrogen de la prima ionizare sunt titrai. Cu alte cuvinte, cantitatea de OH - adugat este egal cu cantitatea iniial de H 2 A la primul punct de echivalen. Al doilea punct de echivalen apare atunci când toi ionii de hidrogen sunt titrai. Prin urmare, cantitatea de OH - a adugat egal cu de dou ori valoarea H 2 A în acest moment. Pentru un acid diprotic slab titrat de o baz puternic, al doilea punct de echivalen trebuie s aib loc la pH peste 7 datorit hidrolizei srurilor rezultate în soluie. În ambele puncte de echivalen, adugarea unei picturi de baz va determina creterea cea mai abrupt a valorii pH-ului din sistem.

Regiunile tampon i punctele medii

O curb de titrare pentru un acid diprotic conine dou puncte medii în care pH = pK a . Deoarece exist dou diferite K o valori, primul mijloc are loc la pH = pK a1 , iar al doilea are loc la pH = pK a2 . Fiecare segment al curbei care conine un punct de mijloc în centrul su se numete regiune tampon. Deoarece regiunile tampon constau din acid i baza conjugat a acestuia, poate rezista modificrilor pH-ului atunci când se adaug baza pân la urmtoarele puncte echivalente.

Aplicaii de acizi

Acizii exist universal în viaa noastr. Exist atât numeroase tipuri de compui naturali ai acizilor cu funcii biologice, cât i acizi sintetizai masivi care sunt utilizai în mai multe moduri.

În industrie

Acizii sunt reactivi fundamentali în tratarea aproape a tuturor proceselor din industria actual. Acidul sulfuric, un acid diprotic, este cel mai utilizat acid din industrie, care este i cel mai produs chimic industrial din lume. Este utilizat în principal în producerea de îngrminte, detergeni, baterii i colorani, precum i utilizat în prelucrarea multor produse, cum ar fi îndeprtarea impuritilor. Conform datelor statistice din 2011, producia anual de acid sulfuric a fost de aproximativ 200 de milioane de tone în lume. De exemplu, mineralele fosfat reacioneaz cu acidul sulfuric pentru a produce acid fosforic pentru producerea îngrmintelor fosfatice, iar zincul este produs prin dizolvarea oxidului de zinc în acid sulfuric, purificarea soluiei i câtigarea electric.

În industria chimic, acizii reacioneaz în reacii de neutralizare pentru a produce sruri. De exemplu, acidul azotic reacioneaz cu amoniacul pentru a produce azotat de amoniu , un îngrmânt. În plus, acizii carboxilici pot fi esterificai cu alcooli, pentru a produce esteri .

Acizii sunt adesea folosii pentru a îndeprta rugina i alte coroziuni din metale într-un proces cunoscut sub numele de decapare . Acestea pot fi utilizate ca electrolit într-o baterie cu celul umed , cum ar fi acidul sulfuric într-o baterie de main .

În mâncare

Acidul tartric este o component important a unor alimente utilizate în mod obinuit, cum ar fi mango necoapte i tamarind. Fructele i legumele naturale conin i acizi. Acidul citric este prezent în portocale, lmâie i alte citrice. Acidul oxalic este prezent în roii, spanac i în special în carambola i rubarb ; frunzele de rubarb i carambolele necoapte sunt toxice din cauza concentraiilor ridicate de acid oxalic. Acidul ascorbic (vitamina C) este o vitamin esenial pentru corpul uman i este prezent în alimente precum amla (agriul indian ), lmâia, citricele i guava.

Muli acizi pot fi gsii în diferite tipuri de alimente ca aditivi, deoarece îi modific gustul i servesc drept conservani. Acidul fosforic , de exemplu, este o component a buturilor cola . Acidul acetic este utilizat în viaa de zi cu zi ca oet. Acidul citric este folosit ca conservant în sosuri i murturi.

Acidul carbonic este unul dintre cei mai comuni aditivi acizi care se adaug pe scar larg în buturile rcoritoare . În timpul procesului de fabricaie, CO 2 este de obicei presurizat pentru a se dizolva în aceste buturi pentru a genera acid carbonic. Acidul carbonic este foarte instabil i tinde s se descompun în ap i CO 2 la temperatura i presiunea camerei. Prin urmare, atunci când sticlele sau cutiile de acest tip de buturi rcoritoare sunt deschise, buturile rcoritoare fizz i eferveseaz pe msur ce ies bule de CO 2 .

Anumii acizi sunt folosii ca medicamente. Acidul acetilsalicilic (aspirina) este utilizat ca calmant i pentru scderea febrei.

În corpurile umane

Acizii joac roluri importante în corpul uman. Acidul clorhidric prezent în stomac ajut digestia prin descompunerea moleculelor alimentare mari i complexe. Aminoacizii sunt necesari pentru sinteza proteinelor necesare pentru creterea i repararea esuturilor corpului. Acizii grai sunt, de asemenea, necesari pentru creterea i repararea esuturilor corpului. Acizii nucleici sunt importani pentru fabricarea ADN-ului i ARN-ului i pentru transmiterea trsturilor descendenilor prin gene. Acidul carbonic este important pentru meninerea echilibrului pH-ului în organism.

Corpurile umane conin o varietate de compui organici i anorganici, printre aceti acizi dicarboxilici joac un rol esenial în multe comportamente biologice. Muli dintre aceti acizi sunt aminoacizi care servesc în principal ca materiale pentru sinteza proteinelor. Ali acizi slabi servesc ca tampoane cu bazele lor conjugate pentru a menine pH-ul corpului s nu sufere modificri la scar larg, care ar fi duntoare celulelor. Restul acizilor dicarboxilici particip, de asemenea, la sinteza diferiilor compui biologic importani din corpurile umane.

Cataliz acid

Acizii sunt folosii ca catalizatori în chimia industrial i organic; de exemplu, acidul sulfuric este utilizat în cantiti foarte mari în procesul de alchilare pentru a produce benzin. Unii acizi, cum ar fi acizii sulfuric, fosforic i clorhidric, au de asemenea efecte asupra reaciilor de deshidratare i condensare . În biochimie, multe enzime utilizeaz cataliza acid.

Apariie biologic

Multe molecule biologic importante sunt acizi. Acizii nucleici , care conin grupri fosfat acide , includ ADN i ARN . Acizii nucleici conin codul genetic care determin multe dintre caracteristicile unui organism i este transmis de la prini la descendeni. ADN-ul conine schema chimic pentru sinteza proteinelor care sunt alctuite din subuniti de aminoacizi . Membranele celulare conin esteri ai acizilor grai, cum ar fi fosfolipidele .

Un -aminoacid are un carbon central (a sau alfa - carbon ) , care este legat covalent la un carboxil grup (astfel , ei sunt acizi carboxilici ), un amino , un atom de hidrogen i o grupare variabil. Grupul variabil, numit i grupul R sau lanul lateral, determin identitatea i multe dintre proprietile unui aminoacid specific. În glicin , cel mai simplu aminoacid, gruparea R este un atom de hidrogen, dar în toi ceilali aminoacizi conine unul sau mai muli atomi de carbon legai de hidrogeni i poate conine alte elemente precum sulf, oxigen sau azot. Cu excepia glicinei, în mod natural aminoacizi sunt chirali i apar aproape invariabil în L configuraie . Peptidoglicanul , gsit în unele perei celulari bacterieni , conine nite D- aminoacizi. La pH fiziologic, de obicei în jurul valorii de 7, exist aminoacizi liberi într-o form încrcat, unde gruparea carboxil acid (-COOH) pierde un proton (-COO - ), iar gruparea amin bazic (-NH 2 ) câtig un proton (-NH+
3
). Întreaga molecul are o sarcin net net i este o zwitterion , cu excepia aminoacizilor cu lanuri laterale bazice sau acide. Acidul aspartic , de exemplu, posed o amin protonat i dou grupri carboxil deprotonate, pentru o sarcin net de -1 la pH fiziologic.

Acizii grai i derivaii acizilor grai sunt un alt grup de acizi carboxilici care joac un rol semnificativ în biologie. Acestea conin lanuri lungi de hidrocarburi i o grup de acid carboxilic la un capt. Membrana celular a aproape tuturor organismelor este alctuit în primul rând dintr-un strat strat fosfolipidic , o micel de esteri hidrofobi ai acizilor grai cu grupri cap fosfat polar, hidrofil . Membranele conin componente suplimentare, dintre care unele pot participa la reacii acido-bazice.

La om i multe alte animale, acidul clorhidric este o parte a acidului gastric secretat în stomac pentru a ajuta la hidrolizarea proteinelor i a polizaharidelor , precum i la convertirea pro-enzimei inactive, pepsinogenului în enzim , pepsin . Unele organisme produc acizi pentru aprare; de exemplu, furnicile produc acid formic .

Echilibrul acido-bazic joac un rol critic în reglarea respiraiei mamiferelor . Oxigenul gazos (O 2 ) antreneaz respiraia celular , procesul prin care animalele elibereaz energia potenial chimic stocat în alimente, producând dioxid de carbon (CO 2 ) ca produs secundar. Oxigenul i dioxidul de carbon sunt schimbate în plmâni , iar organismul rspunde la cererea de energie în schimbare, ajustând rata de ventilaie . De exemplu, în perioadele de efort, corpul descompune rapid carbohidraii i grsimile stocate , eliberând CO 2 în fluxul sanguin. În soluii apoase precum CO 2 din sânge exist în echilibru cu acidul carbonic i ionul bicarbonat .

CO 2 + H 2 O H 2 CO 3 H + + HCO-
3

Scderea pH-ului este cea care indic creierului s respire mai repede i mai adânc, expulzând excesul de CO 2 i aprovizionând celulele cu O 2 .

Aspirina (acid acetilsalicilic) este un acid carboxilic .

Membranele celulare sunt, în general, impermeabile la moleculele polare încrcate sau mari din cauza lanurilor acil lipofile grase care cuprind interiorul lor. Multe molecule importante din punct de vedere biologic, inclusiv un numr de ageni farmaceutici, sunt acizi slabi organici care pot traversa membrana în forma lor protonat, neîncrcat, dar nu în forma lor încrcat (adic ca baz conjugat). Din acest motiv, activitatea multor medicamente poate fi îmbuntit sau inhibat prin utilizarea antiacidelor sau a alimentelor acide. Cu toate acestea, forma încrcat este adesea mai solubil în sânge i citosol , ambele medii apoase. Când mediul extracelular este mai acid decât pH-ul neutru din interiorul celulei, anumii acizi vor exista sub forma lor neutr i vor fi solubili în membran, permiându-le s traverseze bistratul fosfolipidic. Acizii care pierd un proton la pH-ul intracelular vor exista sub forma lor solubil, încrcat i sunt astfel capabili s difuzeze prin citosol ctre inta lor. Ibuprofenul , aspirina i penicilina sunt exemple de medicamente care sunt acizi slabi.

Acizi comuni

Acizi minerali (acizi anorganici)

Acizi sulfonici

Un acid sulfonic are formula general RS (= O) 2 OH, unde R este un radical organic.

Acizi carboxilici

Un acid carboxilic are formula general RC (O) OH, unde R este un radical organic. Gruparea carboxil -C (O) OH conine o grupare carbonil , C = O, i o grupare hidroxil , OH.

Acizi carboxilici halogenai

Halogenarea în poziie alfa crete rezistena la acid, astfel încât urmtorii acizi sunt toi mai puternici decât acidul acetic.

Acizi carboxilici vinilogi

Acizii carboxilici normali sunt uniunea direct a unei grupri carbonil i a unei grupri hidroxil. În acizii carboxilici vinilogi , o dubl legtur carbon-carbon separ gruprile carbonil i hidroxil.

Acizi nucleici

Referine

linkuri externe

Opiniones de nuestros usuarios

Cezar Dragomir

Întotdeauna este bine să înveți. Mulțumesc pentru articolul despre Acid.

Petronela Enache

Îmi place pagina, iar articolul despre Acid este cel pe care îl căutam.

Beata Munteanu

Trebuia să găsesc ceva diferit despre Acid, care nu era lucrul tipic care se citește întotdeauna pe internet și mi-a plăcut acest articol de Acid.