HYDRACIDS: ĐẶC ĐIỂM, DANH PHÁP, CÔNG DỤNG VÀ VÍ DỤ - HÓA HỌC - 2026

Các axit hydrohalic hoặc axit nhị phân được hòa tan trong các hợp chất nước bao gồm hydro và một nguyên tố phi kim: hydro halogenua. Công thức hóa học chung của nó có thể được biểu thị bằng HX, trong đó H là nguyên tử hydro và X là nguyên tố phi kim loại.

X có thể thuộc nhóm 17, các halogen hoặc các nguyên tố nhóm 16 không kể oxi. Không giống như oxoacid, hydracid thiếu oxy. Vì hydracid là hợp chất cộng hóa trị hoặc hợp chất phân tử, liên kết HX phải được xem xét. Điều này có tầm quan trọng lớn và xác định các đặc tính của từng loại hydracid.

Nguồn: Gabriel Bolívar

Còn liên kết HX thì sao? Như có thể thấy trong hình trên, có một tích mômen lưỡng cực vĩnh cửu của các độ âm điện khác nhau giữa H và X. Vì X thường có độ âm điện lớn hơn H, nó hút đám mây electron của nó và kết thúc bằng điện tích âm δ-.

Mặt khác, H, nhường một phần mật độ electron của nó cho X, tạo ra một điện tích dương δ +. Δ- càng âm thì X càng giàu electron và H. càng thiếu electron càng lớn. Do đó, tùy thuộc vào nguyên tố X là nguyên tố nào, một hydracid có thể phân cực nhiều hay ít.

Hình ảnh cũng cho thấy cấu trúc của các hydracid. HX là một phân tử tuyến tính, có thể tương tác với một phân tử khác ở một trong các đầu của nó. HX càng phân cực thì các phân tử của nó càng tương tác với nhau càng mạnh. Kết quả là, điểm sôi hoặc điểm nóng chảy của nó sẽ tăng lên.

Tuy nhiên, các tương tác HX-HX vẫn đủ yếu để tạo ra một hydracid rắn. Vì lý do này, trong điều kiện áp suất và nhiệt độ môi trường, chúng là chất khí; Ngoại trừ HF, bay hơi trên 20ºC.

Tại sao? Vì HF có khả năng tạo liên kết hydro mạnh. Trong khi các hydracid khác, mà các nguyên tố phi kim loại có độ âm điện kém hơn, khó có thể ở trong pha lỏng dưới 0ºC. Ví dụ, HCl sôi ở khoảng -85 ° C.

Các chất hydracid có tính axit không? Câu trả lời nằm ở điện tích dương δ + trên nguyên tử hydro. Nếu δ + rất lớn hoặc liên kết HX rất yếu thì HX sẽ là một axit mạnh; Như với tất cả các hydroacid của halogen, khi các halogen tương ứng của chúng được hòa tan trong nước.

nét đặc trưng

Vật lý

- Rõ ràng tất cả các hyđrat đều là dung dịch trong suốt, vì HX rất dễ tan trong nước. Chúng có thể có tông màu hơi vàng tùy theo nồng độ HX hòa tan.

- Họ là những người hút thuốc, có nghĩa là họ tỏa ra khói dày đặc, ăn mòn và gây khó chịu (một số người trong số họ thậm chí còn buồn nôn). Điều này là do các phân tử HX rất dễ bay hơi và tương tác với hơi nước trong môi trường xung quanh dung dịch. Hơn nữa, HX ở dạng khan của nó là các hợp chất khí.

-Hydracid là chất dẫn điện tốt. Mặc dù HX là dạng khí ở điều kiện khí quyển, nhưng khi hòa tan trong nước, chúng giải phóng các ion (H ⁺ X ^- ), cho phép dòng điện chạy qua.

-Điểm sôi của nó cao hơn so với các dạng khan của nó. Đó là, HX (ac), biểu thị hydracid, sôi ở nhiệt độ trên HX (g). Ví dụ, hydro clorua, HCl (g), sôi ở -85ºC, nhưng axit clohydric, hydracid của nó, ở khoảng 48ºC.

Tại sao? Vì các phân tử HX ở thể khí được bao bọc bởi các phân tử nước. Hai loại tương tác có thể xảy ra đồng thời: liên kết hydro, HX - H ₂ O - HX, hoặc ion solvat hóa, H ₃ O ⁺ (aq) và X ^- (aq). Thực tế này liên quan trực tiếp đến các đặc tính hóa học của hydracid.

Hóa chất

Hydracid là những dung dịch có tính axit rất mạnh nên chúng có sẵn các proton H ₃ O ⁺ có tính axit để phản ứng với các chất khác. H ₃ O ^{+ đến từ} đâu? Từ nguyên tử hydro có điện tích dương δ +, phân ly trong nước và kết hợp cộng hóa trị thành phân tử nước:

HX (aq) + H ₂ O (l) <=> X ^- (aq) + H ₃ O ⁺ (aq)

Lưu ý rằng phương trình tương ứng với một phản ứng thiết lập một trạng thái cân bằng. Khi sự hình thành X ^- (aq) + H ₃ O ⁺ (aq) có lợi về mặt nhiệt động học, HX sẽ giải phóng proton có tính axit của nó vào nước; và sau đó nó, với H ₃ O ⁺ là "chất mang" mới của nó, có thể phản ứng với một hợp chất khác, ngay cả khi hợp chất sau không phải là bazơ mạnh.

Phần trên giải thích tính chất axit của hydracid. Đây là trường hợp cho tất cả HX hòa tan trong nước; nhưng một số tạo ra các dung dịch có tính axit hơn những dung dịch khác. Để làm gì đây? Các lý do có thể rất phức tạp. Không phải tất cả HX (ac) đều ủng hộ trạng thái cân bằng trên về phía bên phải, tức là theo hướng X ^- (ac) + H ₃ O ⁺ (ac).

Tính axit

Và ngoại lệ được quan sát thấy trong axit flohydric, HF (aq). Flo rất âm điện, do đó, nó rút ngắn khoảng cách của liên kết HX, tăng cường khả năng chống lại sự phân hủy của nó bởi tác dụng của nước.

Tương tự, liên kết HF có sự xen phủ tốt hơn nhiều vì lý do bán kính nguyên tử. Mặt khác, liên kết H-Cl, H-Br hoặc HI yếu hơn và có xu hướng phân ly hoàn toàn trong nước, đến mức phá vỡ cân bằng đã nêu ở trên.

Điều này là do các halogen hoặc chalcogens khác (ví dụ như lưu huỳnh), có bán kính nguyên tử lớn hơn và do đó, các obitan lớn hơn. Do đó, liên kết HX thể hiện sự xen phủ quỹ đạo kém hơn khi X lớn hơn, do đó ảnh hưởng đến lực axit khi tiếp xúc với nước.

Như vậy, thứ tự giảm dần tính axit đối với các axit hiđro của các halogen như sau: HF <HCl

Danh pháp

Dạng khan

Các hydracid được đặt tên như thế nào? Ở dạng khan của chúng, HX (g), chúng phải được đề cập đến như là tên gọi cho hydro halogenua: bằng cách thêm hậu tố –uro vào cuối tên của chúng.

Ví dụ, HI (g) bao gồm một halogenua (hoặc hiđrua) được tạo thành bởi hydro và iot, do đó tên của nó là: hydro iodua . Vì phi kim nói chung có độ âm điện lớn hơn hiđro nên nó có số oxi hóa là +1. Mặt khác, trong NaH, hiđro có số oxi hóa -1.

Đây là một cách gián tiếp khác để phân biệt hydrua phân tử từ halogen hoặc hydro halogenua với các hợp chất khác.

Khi HX (g) tiếp xúc với nước, nó được biểu thị là HX (ac) và sau đó thu được hydracid.

Trong dung dịch nước

Để đặt tên cho hydracid, HX (ac), hậu tố –uro của các dạng khan của nó phải được thay thế bằng hậu tố –hydric. Và chúng nên được đề cập đến như axit ngay từ đầu. Vì vậy, với ví dụ trên, HI (aq) được đặt tên là: nước axit yod .

Chúng được hình thành như thế nào?

Sự hòa tan trực tiếp của hydro halogenua

Hydracid có thể được hình thành bằng cách hòa tan hydro halogenua tương ứng của chúng trong nước. Điều này có thể được biểu diễn bằng phương trình hóa học sau:

HX (g) => HX (ac)

HX (g) rất dễ tan trong nước, do đó không có sự cân bằng về độ tan, không giống như sự phân ly ion của nó để giải phóng các proton có tính axit.

Tuy nhiên, có một phương pháp tổng hợp được ưa thích hơn vì nó sử dụng muối hoặc khoáng chất làm nguyên liệu thô, hòa tan chúng ở nhiệt độ thấp bằng axit mạnh.

Sự hòa tan muối của phi kim loại bằng axit

Nếu hòa tan muối ăn NaCl bằng axit sunfuric đặc thì xảy ra phản ứng sau:

NaCl (s) + H ₂ SO ₄ (aq) => HCl (aq) + NaHSO ₄ (aq)

Axit sunfuric tặng một trong những proton có tính axit của nó cho anion Cl ^- clorua , do đó chuyển nó thành axit clohydric. Hiđro clorua, HCl (g), có thể thoát ra khỏi hỗn hợp này vì nó rất dễ bay hơi, đặc biệt nếu nồng độ của nó trong nước rất cao. Muối khác được tạo ra là natri axit sunfat, NaHSO ₄ .

Một cách khác để sản xuất nó là thay thế axit sunfuric bằng axit photphoric đậm đặc:

NaCl (s) + H ₃ PO ₄ (aq) => HCl (aq) + NaH ₂ PO ₄ (aq)

H ₃ PO ₄ phản ứng theo cách tương tự như H ₂ SO ₄ , tạo ra axit clohydric và natri diacid photphat. NaCl là nguồn cung cấp anion Cl ^- , để tổng hợp các hydracid khác, cần có muối hoặc khoáng chứa F ^- , Br ^- , I ^- , S ^2- , v.v.

Tuy nhiên, việc sử dụng H ₂ SO ₄ hoặc H ₃ PO ₄ sẽ phụ thuộc vào độ bền oxy hóa của nó. H ₂ SO ₄ là một chất oxi hóa rất mạnh, đến mức nó oxi hóa cả Br ^- và I ^- thành dạng phân tử Br ₂ và I _{2 của} chúng ; chất đầu tiên là chất lỏng màu đỏ, và chất thứ hai là chất rắn màu tím. Do đó, H ₃ PO ₄ đại diện cho sự thay thế ưu tiên trong các tổng hợp như vậy.

Các ứng dụng

Chất tẩy rửa và dung môi

Hydracid về cơ bản được sử dụng để hòa tan các loại vật chất khác nhau. Điều này là do chúng là axit mạnh và có thể làm sạch mọi bề mặt ở mức độ vừa phải.

Các proton có tính axit của nó được thêm vào các hợp chất của tạp chất hoặc chất bẩn, làm cho chúng hòa tan trong môi trường nước và sau đó được nước mang đi.

Tùy thuộc vào bản chất hóa học của bề mặt nói trên, có thể sử dụng hydracid này hoặc hydracid khác. Ví dụ, không thể sử dụng axit flohydric để làm sạch thủy tinh vì nó sẽ hòa tan ngay tại chỗ. Axit clohydric dùng để tẩy các vết ố trên gạch bể bơi.

Chúng cũng có khả năng hòa tan đá hoặc các mẫu rắn, sau đó được sử dụng cho mục đích phân tích hoặc sản xuất ở quy mô nhỏ hoặc lớn. Trong sắc ký trao đổi ion, axit clohydric loãng được sử dụng để làm sạch cột của các ion còn lại.

Chất xúc tác axit

Một số phản ứng cần dung dịch có tính axit cao để tăng tốc độ và giảm thời gian chúng diễn ra. Đây là nơi mà các hydracid đi vào.

Một ví dụ về điều này là việc sử dụng axit hydroiodic trong quá trình tổng hợp axit axetic băng. Ngành công nghiệp dầu mỏ cũng cần hydracid trong các quy trình lọc dầu.

Thuốc thử để tổng hợp các hợp chất hữu cơ và vô cơ

Hydracid không chỉ cung cấp các proton có tính axit mà còn cung cấp các anion tương ứng của chúng. Các anion này có thể phản ứng với một hợp chất hữu cơ hoặc vô cơ để tạo thành một halogenua cụ thể. Bằng cách này, chúng có thể được tổng hợp: florua, clorua, iotua, bromua, selenua, sunfua và các hợp chất khác.

Các halogen này có thể có các ứng dụng rất đa dạng. Ví dụ, chúng có thể được sử dụng để tổng hợp polyme, chẳng hạn như Teflon; hoặc chất trung gian, từ đó các nguyên tử halogen sẽ được kết hợp vào cấu trúc phân tử của một số loại thuốc nhất định.

Giả sử phân tử CH ₃ CH ₂ OH, etanol, phản ứng với HCl tạo thành etyl clorua:

CH ₃ CH ₂ OH + HCl => CH ₃ CH ₂ Cl + H ₂ O

Mỗi phản ứng này ẩn chứa một cơ chế và nhiều khía cạnh được xem xét trong tổng hợp hữu cơ.

Ví dụ

Không có nhiều ví dụ về hydracid, vì số lượng các hợp chất có thể có trong tự nhiên rất hạn chế. Vì lý do này, một số hydracid bổ sung với danh pháp tương ứng của chúng được liệt kê bên dưới (chữ viết tắt (ac) bị bỏ qua):

HF, axit flohydric

Hydracid nhị phân có các phân tử HF tạo liên kết hydro mạnh, đến mức trong nước, nó là một axit yếu.

H

Không giống như các hydracid được xem xét cho đến lúc đó, nó là đa nguyên tử, tức là, nó có nhiều hơn hai nguyên tử, tuy nhiên, nó tiếp tục ở dạng nhị phân vì nó là hai nguyên tố: lưu huỳnh và hydro.

Các phân tử MSM có góc cạnh của nó không hình thành các liên kết hydro đáng kể và có thể được phát hiện bằng mùi trứng thối đặc trưng của chúng.

HCl, axit clohydric

Một trong những axit được biết đến nhiều nhất trong văn hóa đại chúng. Nó thậm chí là một phần của thành phần dịch vị, có trong dạ dày và cùng với các enzym tiêu hóa, chúng phân hủy thức ăn.

HBr, axit hydrobromic

Giống như axit hydroiodic, trong pha khí nó bao gồm các phân tử H-Br mạch thẳng, phân ly thành các ion H ⁺ (H ₃ O ⁺ ) và Br ^- khi chúng đi vào nước.

H

Mặc dù Tellurium có một đặc tính kim loại nhất định, nhưng hydracid của nó tạo ra hơi khó chịu và rất độc, chẳng hạn như hydro selenua.

Giống như các hydracid khác của chalcogenid (thuộc nhóm 16 của bảng tuần hoàn), trong dung dịch nó tạo ra anion Te ^2- , do đó hóa trị của nó là -2.

Người giới thiệu

1. Clark J. (ngày 22 tháng 4 năm 2017). Tính axit của các halogen hiđro. Được khôi phục từ: chem.libretexts.org
2. Lumen: Nhập môn Hóa học. Axit nhị phân. Lấy từ: Course.lumenlearning.com
3. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (Ngày 22 tháng 6 năm 2018). Định nghĩa về Axit nhị phân. Phục hồi từ: thinkco.com
4. Ông D. Scott. Viết Công thức Hóa học & Danh pháp. . Phục hồi từ: celinaschools.org
5. Madhusha. (Ngày 9 tháng 2 năm 2018). Phân biệt giữa axit nhị phân và oxy axit. Phục hồi từ: pediaa.com
6. Wikipedia. (2018). Axit hydracid. Phục hồi từ: es.wikipedia.org
7. Natalie Andrews. (Ngày 24 tháng 4 năm 2017). Công dụng của Axit Hydriodic. Phục hồi từ: sciining.com
8. Học hỏi. (2018). Axit flohydric: Công dụng và ứng dụng quan trọng. Phục hồi từ: studiousguy.com