Schwache Säuren Dissoziation, Eigenschaften, Beispiele

Die schwache Säuren sind solche, die in Wasser nur teilweise dissoziieren. Nach der Dissoziation erreicht die Lösung, in der sie gefunden werden, das Gleichgewicht, und die Säure und die gleichzeitig vorliegende konjugierte Base werden beobachtet. Säuren sind Moleküle oder Ionen, die ein Hydroniumion abgeben können (H⁺) oder sie können eine kovalente Bindung mit einem Elektronenpaar eingehen.

Diese wiederum können mit Gewalt klassifiziert werden: starke Säuren und schwache Säuren. Wenn man von der Stärke einer Säure spricht, ist dies die Eigenschaft, die den Ionisationsgrad dieser Spezies misst; das heißt, die Fähigkeit oder Neigung einer Säure, ein Proton zu verlieren.

Eine starke Säure ist eine, die in Gegenwart von Wasser vollständig dissoziiert; das heißt, ein Mol in Wasser gelöste starke Säure führt zur Trennung von einem Mol H⁺ und 1 Mol der konjugierten Base A^-.

Index

• 1 Was sind schwache Säuren?
• 2 Dissoziation von schwachen Säuren
• 3 Eigenschaften
  • 3.1 Polarität und induktive Wirkung
  • 3.2 Atomare Funk- und Verbindungsstärke
• 4 Beispiele für schwache Säuren
• 5 Referenzen

Was sind die schwachen Säuren?

Schwache Säuren sind, wie oben erwähnt, solche, die in Wasser teilweise dissoziiert sind. Die meisten Säuren sind schwache Säuren und zeichnen sich dadurch aus, dass sie nur wenige Wasserstoffatome in die Lösung freisetzen, in der sie sich befinden.

Wenn eine schwache Säure dissoziiert (oder ionisiert), tritt das Phänomen des chemischen Gleichgewichts auf. Dieses Phänomen ist der Zustand, in dem beide Spezies (dh Reaktanten und Produkte) in Konzentrationen vorliegen, die dazu neigen, sich im Laufe der Zeit nicht zu verändern.

Dieser Zustand entsteht, wenn die Geschwindigkeit der direkten Reaktion gleich der Geschwindigkeit der umgekehrten Reaktion ist. Daher nehmen diese Konzentrationen nicht zu oder ab.

Die Klassifizierung von "schwach" in einer schwachen Säure ist unabhängig von ihrer Dissoziationskapazität; eine Säure wird als schwach angesehen, wenn weniger als 100% ihres Moleküls oder Ions in wässriger Lösung unvollständig dissoziiert sind. Daher gibt es auch einen Dissoziationsgrad zwischen den gleichen schwachen Säuren, die als Säuredissoziationskonstante Ka bezeichnet werden.

Je stärker eine Säure ist, desto höher ist ihr Ka-Wert. Die stärkste schwache Säure ist das Hydroniumion (H₃O⁺), die als Grenze zwischen schwachen Säuren und starken Säuren angesehen wird.

Dissoziation von schwachen Säuren

Schwache Säuren ionisieren unvollständig; das heißt, wenn diese schwache Säure in einer allgemeinen Auflösungsformel als HA dargestellt wird, dann würde eine signifikante Menge an nicht-dissoziiertem HA in der gebildeten wässrigen Lösung vorhanden sein.

Schwache Säuren folgen dem folgenden Modell, wenn sie dissoziiert sind, wobei H⁺ ist in diesem Fall das Hydroniumion und A^- stellt die konjugierte Base der Säure dar.

Die Stärke einer schwachen Säure wird als eine Gleichgewichtskonstante oder als ein Prozentsatz der Dissoziation dargestellt. Wie oben erwähnt, ist der Ausdruck Ka die Dissoziationskonstante einer Säure, und dies ist wie folgt auf die Konzentrationen der Reaktanten und Gleichgewichtsprodukte bezogen:

Ka = [H⁺] [A^-] / [HA]

Je höher der Wert von Ka ist, desto mehr wird die H-Bildung begünstigt⁺und der pH-Wert der Lösung wird niedriger sein. Das Ka der schwachen Säuren variiert zwischen den Werten von 1,8 × 10^-16 bis 55,5. Jene Säuren mit einem Ka kleiner als 1,8 × 10^-16 Sie haben eine geringere Säurestärke als Wasser.

Die andere Methode, die verwendet wird, um die Stärke einer Säure zu messen, untersucht ihren Prozentsatz an Dissoziation (α), der von 0% <α <100% variiert. Es ist definiert als:

α = [A^-] / [A^-] + [HA]

Anders als Ka ist α keine Konstante und hängt vom Wert von [HA] ab. Im Allgemeinen wird der Wert von α ansteigen, wenn der von [HA] abnimmt. In diesem Sinne werden die Säuren in Abhängigkeit von ihrem Verdünnungsgrad stärker.

Eigenschaften

Es gibt eine Reihe von Eigenschaften, die die Stärke einer Säure bestimmen und sie mehr oder weniger stark machen. Zu diesen Eigenschaften gehören die Polarität und der induktive Effekt, der Atomradius und die Bindungskraft.

Polarität und induktive Wirkung

Polarität bezieht sich auf die Verteilung von Elektronen in einer Bindung, die die Region zwischen zwei Atomkernen ist, wo ein Paar von Wählern geteilt wird.

Je ähnlicher die Elektronegativität zwischen zwei Spezies ist, desto mehr wird die Elektronenteilung äquivalent sein; aber je unterschiedlicher die Elektronegativität ist, desto mehr Zeit verbringen die Elektronen in einem Molekül als in der anderen.

Wasserstoff ist ein elektropositives Element, und je größer die Elektronegativität des Elements ist, an das es gebunden ist, desto größer ist die Acidität der gebildeten Verbindung. Aus diesem Grund wird eine Säure stärker, wenn sie zwischen der Vereinigung von Wasserstoff und einem elektronegativeren Element auftritt.

Außerdem bedeutet der induktive Effekt, dass Wasserstoff nicht direkt an das elektronegative Element gebunden werden muss, damit die Verbindung ihre Acidität erhöht. Aus diesem Grund sind einige Isomere von Substanzen saurer als andere, abhängig von der Konfiguration ihrer Atome im Molekül.

Atomfunk und Linkstärke

Die Stärke der Bindung, die den Wasserstoff an das Atom bindet, das die Säure steuert, ist ein weiterer wichtiger Faktor bei der Bestimmung der Acidität eines Moleküls. Dies ist wiederum abhängig von der Größe der Atome, die die Verbindung teilen.

Bei einer Säure, die HA genannt wird, nimmt die Stärke ihrer Bindung umso mehr ab, je größer die Größe ihres Atoms A ist, so dass diese Bindung leichter zu brechen ist; Dies macht das Molekül saurer.

Atome mit höheren Atomradien werden dank dieses Details von der Acidität profitieren, da ihre Vereinigung mit Wasserstoff weniger stark sein wird.

Beispiele für schwache Säuren

Es gibt eine große Anzahl schwacher Säuren (vor allem Säuren). Dazu gehören:

- Schwefelsäure (H₂SO₃).

- Phosphorsäure (H₃PO₄).

- Salpetrige Säure (HNO)₂).

- Flusssäure (HF).

- Essigsäure (CH₃COOH).

- Kohlensäure (H₂CO₃).

- Benzoesäure (C₆H₅COOH).

Referenzen

1. Schwache Säure. (s.). Von en.wikipedia.org abgerufen
2. Wesentliche Biochemie. (s.). Von wiley.com abgerufen
3. CliffNotes (s.). Von cliffsnotes.com abgerufen
4. Wissenschaft, F. o. (s.). Universität von Waterloo. Von science.uwaterloo.ca abgerufen
5. Anne Marie Helmenstine, P. (s.f.). Gedankenco. Von thinkco.com abgerufen