Kwasy nieorganiczne Podzia kwasw Rozkad mocy kwasw Otrzymywanie

Kwasy nieorganiczne -Podział kwasów - Rozkład mocy kwasów -Otrzymywanie kwasów

Kwasy nieorganiczne • Wiadomości ogólne: substancje stałe lub ciekłe, w cząsteczkach których atomem centralnym jest najczęściej atom niemetalu, ale może być to atom półmetalu lub metalu • Klasyfikacja kwasów oparta jest na obecności w ich cząsteczkach tlenu, czyli ugrupowania atomów E – O - H

Podział kwasów ze względu na obecność tlenu w cząsteczce Kwasy beztlenowe Kwasy tlenowe HCN, HN 3, H 2 Se, H 2 Te, H 2 F 2 (HF), HCl, HBr, HI H 3 BO 3, H 2 CO 3, HNO 2, HNO 3, H 3 PO 4, H 2 SO 4, HCl. O 4 HN 3 – kwas azotowodorowy, jest kwasem wyjątkowym, słaby, jest lotna cieczą, toksyczną o nieprzyjemnym zapachu, łatwo ulega wybuchowemu rozkładowi, jego sole to azydki. Azydki litowców i berylowców są związkami jonowymi (N 3 -), azydki rtęci, ołowiu i srebra wybuchają w skutek uderzenia. H 3 PO 3 – kwas fosforowy(III) jest kwasem dwuprotonowym, jeden z atomów wodoru jest związany bezpośrednio z atomem centralnym (P) O–H / O=P–H O–H

Podział kwasów ze względu na ich moc (K) • Kwasy w roztworach wodnych ulegają dysocjacji elektrolitycznej wg ogólnego wzoru: Hn. R + n. H 2 O n. H 3 O+ + Rn • Miarą mocy kwasów jest ich stała dysocjacji K • Bardzo mocne Mocne Średniej mocy Słabe K ≥ 108 K ≈ 103 do 10 K ≈ 10 -2 K ≈ 10 -7 do 10 -5 K ≈ 10 -10 HI, HBr, HCl. O 4, HMn. O 4 HCl. O 3, HNO 3, H 2 SO 4 H 3 PO 3, H 3 PO 4, HCl. O 2, H 2 SO 3 H 2 CO 3, HCN, H 2 S, HNO 2, HN 3, H 2 F 2 Bardzo słabe H 3 BO 3, H 2 Si. O 3, HCl. O, H 4 Si. O 4

Rozkład mocy kwasów beztlenowych • Moc kwasów beztlenowych w grupie: wzrasta wraz ze wzrostem liczby atomowej Z (ze spadkiem elektroujemności pierwiastka), ponieważ wzrasta promień jonowy, rośnie długość wiązania E –H a zmniejsza się jego trwałość a tym samym zmniejsza się trwałość cząsteczki: HF < HCl < HBr < HI H 2 O < H 2 Se < He 2 Te • Moc kwasów beztlenowych w okresie: wzrasta wraz ze wzrostem liczby atomowej Z (ze wzrostem elektroujemności pierwiastka): H 2 S < HCl H 2 Se < HBr H 2 Te < HI

Rozkład mocy kwasów tlenowych • Wzór ogólny kwasów tlenowych: Hn. EO(n+m) lub EOm(OH)n • O mocy kwasu decyduje stopień polarności wiązania O – H w ugrupowaniu E – O – H, stopień polarności zależy od elektroujemności atomu centralnego, im większa polaryzacja wiązana E – O, tym silniejsza polaryzacja wiązania O – H (efekt indukcyjności) i tym samym zmniejszenie trwałości wiązania O – H

• Moc kwasów o identycznych wartościach n i m w danej grupie maleje wraz ze wzrostem liczby atomowej Z (wraz ze spadkiem elektroujemności atomu centralnego), np. : H 2 EO 3 [EO(OH)2]; n = 2, m = 1 H 2 Te(2, 1)O 3 < H 2 Se(2, 4)O 3 < H 2 S(2, 5)O 3 HEO [EO(OH)]; n = 1, m = 0 HI(2, 5)O < HBr(2, 8)O < HCl(3, 0)O • Moc kwasów o identycznych wartościach n i m w różnych grupach rośnie wraz ze wzrostem liczby atomowej Z, np. : H 2 C(2, 5) O 3 < H 2 S(2, 5)O 3 HN(3, 0)O 2 < HCl(3, 0)O 2

Rozkład mocy kwasów tlenowych - cd • Moc kwasów tlenowych danego pierwiastka: wzrasta wraz ze wzrostem wartości m, czyli liczby atomów tlenu w cząsteczce kwasu niezwiązanych z atomami wodoru (wraz wzrostem stopnia utlenienia atomu centralnego) H 2 SO 3 < H 2 SO 4 HNO 2 < HNO 3 HCl. O < HCl. O 2 < HCl. O 3 < HCl. O 4

Rozkład właściwości kwasów • Rozkład właściwości kwasów beztlenowych: H 2 F 2 HCl HBr HI wzrost mocy i nasilenie właściwości redukujących kwasów wzrost trwałości kwasów • Rozkład właściwości kwasów tlenowych HCl. O 2 HCl. O 3 HCl. O 4 wzrost właściwości utleniających kwasów wzrost mocy i trwałości kwasów

Dysocjacja elektrolityczna kwasów wieloprotonowych (wielowodorowych) • Kwasy wieloprotonowe dysocjują stopniowo: kationy wodorowe powstałe w I etapie dysocjacji, zgodnie z regułą przekory zmniejszają ilość kationów powstających w kolejnych etapach dysocjacji, w związku z tym o mocy kwasu w zasadzie decyduje pierwszy stopień dysocjacji: np. H 3 PO 4 I etap: H 3 PO 4 + H 2 O H 3 O+ + H 2 PO 4 II etap: H 2 PO 4 - + H 2 O H 3 O+ + HPO 42 III etap: HPO 4 - + H 2 O H 3 O+ + PO 43 • Stężenie jonów kwasu ortofosforowego w roztworze: H 3 O+ > H 2 PO 4 - > HPO 42 - > PO 43 -

Otrzymywanie kwasów • Kwasy beztlenowe: rozpuszczanie w wodzie wodorków kwasowych HCl(g) + H 2 O(c) H 3 O+(c) + Cl-(c) Kwasy tlenowe: rozpuszczanie w wodzie tlenków kwasowych P 4 O 10 + 6 H 2 O 4 H 3 PO 4 As 2 O 5 + 3 H 2 O 2 H 3 As. O 4 Mn 2 O 7 + H 2 O 2 HMn. O 4 SO 2 + H 2 O H 2 SO 3

Otrzymywanie kwasów - cd • Otrzymywanie kwasów tlenowych cd: N 2 O 3 + H 2 O 2 HNO 2 N 2 O 4 + H 2 O HNO 2 + HNO 3 N 2 O 5 + H 2 O 2 HNO 3 • Rozpuszczanie tlenków kwasowych w kwasie [tlenek siarki(VI) bardzo trudno rozpuszcza się w wodzie, ale bardzo dobrze rozpuszcza się w kwasie siarkowym(VI)] SO 3 + H 2 SO 4 H 2 S 2 O 7 rozcieńczanie w wodzie kwasu pirosiarkowego(VI) H 2 S 2 O 7 + H 2 O 2 H 2 SO 4

Otrzymywanie kwasów - cd • Kwasy słabe, lotne lub trudno rozpuszczalne w wodzie otrzymuje się w reakcjach wymiany: Na 2 Si. O 3(aq) + H 2 SO 4(aq) Na 2 SO 4(aq) + H 2 Si. O 3(s) Na. NO 2(aq) + HCl(aq) Na. Cl(aq) + HNO 2(aq) 2 KCN(aq) + H 2 SO 4(aq) HCN(g) + K 2 SO 4(aq) HCN(g) + H 2 O(c) H 3 O+(aq) + CN-(aq)

Rozkład kwasów tlenowych • Przez podniesienie temperatury: 2 H 3 BO 3 B 2 O 3 + 3 H 2 O • Pod wpływem promieniowana uv: 4 HNO 3 O 2 + 4 NO 2 + 2 H 2 O 2 HCl. O 2 HCl + O 2 • W reakcji z innymi związkami: 12 HCl. O 4 + P 4 O 10 4 H 3 PO 4 + 6 Cl 2 O 7