kimikaazidoakpH eskalaerreakzio kimikoaklaborategiko zientzia
Azido sendoa vs. azido ahula
Konparaketa honek azido sendoen eta ahulen arteko bereizketa kimikoak argitzen ditu, uretan duten ionizazio-maila desberdinetan arreta jarriz. Lotura molekularren indarrak protoi askapena nola baldintzatzen duen aztertuz, desberdintasun horiek pH mailetan, eroankortasun elektrikoan eta erreakzio kimikoen abiaduran nola eragiten duten aztertzen dugu laborategiko eta industria-inguruneetan.
Nabarmendunak
Azido sendoak ioi bihurtzen dira guztiz urarekin nahasten direnean.
Azido ahulek erreakzio itzulgarria sortzen dute, non ioiak molekuletan birmolda daitezkeen.
Azido-indarra molekularen berezko propietate bat da, ez bere kontzentrazioa.
Azido sendo baten pH-a bere kontzentrazio molarren isla zuzena da.
Zer da Azido sendoa?
Ur-disoluzio batean ionizazio osoa jasaten duen azidoa, eskuragarri dauden hidrogeno ioi guztiak askatuz.
Ionizazioa: Ia %100eko disoziazioa uretan
Metrika nagusia: Azidoen disoziazio-konstante oso handia (Ka)
Adibidea: Azido klorhidrikoa (HCl)
Eroankortasuna: Eroale elektriko bikaina
Lotura: Normalean HA lotura ahulak ditu
Zer da Azido ahula?
Uretan partzialki bakarrik disoziatzen den azidoa, molekulen eta ioien arteko oreka sortuz.
Ionizazioa: Normalean % 5 baino gutxiagoko disoziazioa
Metrika nagusia: Azidoen disoziazio-konstante txikia (Ka)
Adibidea: Azido azetikoa (CH3COOH)
Eroankortasuna: Eroale elektriko txarra
Lotura: Hausturari aurre egiten dioten HA lotura sendoak ditu
Konparazio Taula
Ezaugarria
Azido sendoa
Azido ahula
Ionizazio maila
Osatua (%100)
Partziala (< % 5)
H+ ioien kontzentrazioa
Altua (azidoaren molaritatearen berdina)
Baxua (azido molaritate totala baino askoz txikiagoa)
pH-a (0,1M-tan)
Oso baxua (normalean pH 1)
Nahiko baxua (normalean pH 3-5)
Erreakzio-abiadura
Indartsua eta azkarra
Egonkorra eta motela
Eroankortasun elektrikoa
Altua (Bonbillaren distira bizia)
Baxua (Bonbilla ahula edo distirarik gabe)
Azido-konstantea (pKa)
Negatiboa edo oso baxua
Positiboa (normalean > 2)
Oreka Presentzia
Orekarik ez; erreakzioa amaitzen da
Oreka dinamikoa ezarrita
Oinarrizko indarra konjugatua
Oso ahula
Nahiko sendoa
Xehetasunak alderatzea
Disoziazio Molekularraren Dinamika
Azido sendoak protoiak emateko konpromiso osoa dutelako bereizten dira; disolbatzen direnean, molekula bakoitza bere ioi osagaietan zatitzen da. Azido ahulak, aldiz, "errezelozko" disoziazio egoeran daude, non molekula gehienak unitate neutro gisa osorik mantentzen diren, hidrogeno ioien zati txiki bat bakarrik isurtzen baitute inguruko disolbatzaileari.
Eroankortasun elektrikoan duen eragina
Likido bateko korronte elektrikoak partikula kargatu mugikorrak behar dituenez, azido sendoen ioi-dentsitate handiak eroale hobeak bihurtzen ditu. Molaritate bereko azido ahulen disoluzio batek zailtasunak izango ditu korrontea eramateko, karga-eramaile askoz gutxiago dituelako, eta horrek aukera txarra bihurtzen du jarduera elektrolitiko handia behar duten aplikazioetarako.
Erreaktibotasun Kimikoa eta Eferveszentzia
Magnesio bezalako metalekin erreakzionatzean, azido sendo batek hidrogeno gas burbuilak askatzen ditu berehala eta modu intentsoan, H+ ioi erreaktiboen eskuragarritasun handia dela eta. Azido ahul batek gas kopuru bera sortuko du azkenean, baina prozesua askoz ere erritmo motelagoan gertatzen da, ioiak kontsumitzen diren heinean bakarrik askatzen baitira.
Termodinamika eta pKa balioak
Azido baten indarra kuantitatiboki bere pKa balioaren bidez definitzen da, hau da, azidoaren disoziazio-konstantearen logaritmo negatiboa. Azido sendoek normalean zero azpiko pKa balioak izaten dituzte, haien ionizazio espontaneoa islatuz, eta azido ahulek, berriz, pKa balio altuagoak dituzte, eta horrek adierazten du haien lotura molekularrak hausteko behar den energia ez dela erraz gainditzen.
Abantailak eta Erabiltzailearen interfazea
Azido sendoa
Abantailak
+Aurreikus daitezkeen pH mailak
+Erreakzio-denbora azkarrak
+Garbiketa-ahalmen handia
+Elektrolito bikainak
Erabiltzailearen interfazea
−Oso korrosiboa
−Zaila kontrolatzen.
−Segurtasun zorrotza eskatzen du
−Ekipamendua kaltetu dezake
Azido ahula
Abantailak
+Manipulazio seguruagoa
+Auto-buffertzeko gaitasuna
+Elikagaietarako seguruak diren barietateak
+Erreaktibotasun kontrolatua
Erabiltzailearen interfazea
−Erreakzio motelak.
−pH konplexuaren matematika
−Ez da eraginkorra lan astunetarako
−Eroankortasun eskasa
Ohiko uste okerrak
Mitologia
Azido 'sendo' bat beti da arriskutsuagoa 'ahul' bat baino.
Errealitatea
Arriskua kontzentrazioaren eta propietate kimiko espezifikoen araberakoa da. Adibidez, azido fluorhidrikoa teknikoki azido ahula da, ez baita guztiz ionizatzen, baina oso toxikoa da eta larruazalean zehar hezurrak kaltetu ditzake, eta horrek azido sendo diluitu batzuk baino askoz hilgarriagoa bihurtzen du.
Mitologia
Azido ahul bati ur gehiago gehitzeak azido sendo bihurtzen du.
Errealitatea
Diluzioak azidoaren kontzentrazioa bakarrik aldatzen du, ez bere oinarrizko identitatea. Ozpina bezalako azido ahul bat azido ahul izaten jarraitzen du zenbat ur gehitzen den kontuan hartu gabe, ionizazioa mugatzen duen lotura molekularraren indarra ez baita aldatzen.
Mitologia
Azido sendoak azido 'kontzentratuak' besterik ez dira.
Errealitatea
Indarra eta kontzentrazioa kontzeptu desberdinak dira. 'Indartsua' ioi bihurtzen diren molekulen ehunekoari egiten dio erreferentzia, eta 'kontzentratua' bolumen batean dagoen azido kopuru osoari. Azido sendo baten disoluzio diluitu bat (0,001M HCl bezala) eta azido ahul baten disoluzio kontzentratu bat (17M azido azetikoa bezala) izan ditzakezu.
Mitologia
Azido ahulak azkenean erabat ionizatzen dira denbora nahikoa ematen bazaie.
Errealitatea
Azido ahulek oreka dinamiko egoera batera iristen dira, non ioien haustura-tasa ioien birkonbinazio-tasaren berdina den. Ioiak beste erreakzio batek kentzen ez baditu, disoluzioak ez du inoiz % 100eko ionizaziora iritsiko.
Sarritan Egindako Galderak
Zeintzuk dira azido sendo ohikoenak?
Kimikan zazpi azido sendo nagusi ezagutzen dira normalean: klorhidrikoa (HCl), bromhidrikoa (HBr), iodhidrikoa (HI), nitrikoa (HNO3), sulfurikoa (H2SO4), klorikoa (HClO3 eta perklorikoa (HClO4). Zerrenda labur honetan ez dagoen edozein azido azido ahul gisa sailkatzen da normalean kimikako sarrera testuinguru batean.
Zergatik ionizatzen da azido azetikoa partzialki bakarrik?
Azido azetikoan, oxigenoaren eta hidrogenoaren arteko lotura nahiko sendoa da eta sortzen den azetato ioia nahiko egonkorra da hidrogeno horri eusten dionean. Horrek protoi bat galtzeko aurreranzko erreakzioa zailtzen du, azido molekula berriro sortzeko alderantzizko erreakzioa, berriz, oso erraz gertatzen den bitartean.
Nola probatzen da azido ezezagun bat sendoa edo ahula den?
Metodo fidagarrienak eroankortasun elektrikoa neurtzea edo kontzentrazio ezagun baten pHa egiaztatzea dira. 0,1M-ko disoluzio batek zehazki 1,0ko pHa badu, azido monoprotiko sendoa da. pHa altuagoa bada (3 edo 4 inguruan) edo bonbilla batek eroankortasun-proba batean ahulki distiratzen badu, azido ahula da.
Azido ahul batek pH oso baxua sor dezake?
Bai, azido ahula oso kontzentratuta badago, hidrogeno ioien dentsitate nahikoa sor dezake pH baxua lortzeko. Hala ere, azido sendo batek pH bera lortzeko, substantzia kantitate askoz txikiagoa beharko luke, molekula bakoitzak protoi bat ematen baitu.
Zein da lotura-indarraren eta azido-indarraren arteko erlazioa?
Alderantzizko erlazioan daude. Azido sendoek lotura oso ahulak dituzte hidrogeno atomoaren eta molekularen gainerakoaren artean, hidrogenoa ioi gisa ateratzea erraztuz. Azido ahulek barne-lotura sendoak dituzte, eta horiek hidrogenoa ur molekulek erraz kentzea eragozten dute.
Zer eginkizun dute azido ahulek giza gorputzean?
Azido ahulak ezinbestekoak dira gorputzaren pH oreka mantentzeko buffer sistemen bidez. Adibidez, odoleko azido karbonikoak azido ahul gisa jokatzen du, eta behar den moduan hidrogeno ioiak askatu edo xurgatu ditzake odoleko pH-a lurralde arriskutsu batera aldatzea saihesteko, eta hori ezinbestekoa da biziraupenerako.
Zergatik deitzen zaio batzuetan azido sulfurikoari azido "partzialki" sendoa?
Azido sulfurikoa ($H_{2}SO_{4}$) diprotikoa da, hau da, bi hidrogeno ioi eman behar ditu. Lehenengo hidrogeno ioia erabat disoziatzen da, eta lehen urratsean azido sendo bihurtzen da. Hala ere, gainerako $HSO_{4}^{-}$ ioia azido ahula da eta ez du bere bigarren hidrogeno ioia guztiz askatzen disoluzioan.
Azido sendoek usain espezifikoa al dute?
Ez nahitaez kategoria gisa. Azido klorhidrikoa bezalako azido sendo kontzentratu askok usain sarkor eta itogarria dute lurrunengatik, baina beste batzuk, azido sulfurikoa bezala, ia usainik gabeak dira puruak direnean. Usaina lurrun-presioaren eta lurrunkortasun kimiko espezifikoaren ondorioa da, azidoaren indarraren ordez.
Azido zitrikoa azido sendoa edo ahula da?
Azido zitrikoa azido ahula da. Oso zapore garratza izan eta garbitzeko eraginkorra izan daitekeen arren, uretan partzialki bakarrik ionizatzen da. Horregatik, limoi eta laranja bezalako fruituetan irenstea segurua da, antzeko kontzentrazioko azido sendo batek erredura kimikoak eragingo lituzkeen bitartean.
Nola eragiten du tenperaturak azidoen indarrari?
Tenperaturak azido ahulen oreka alda dezake. Disoziazio-prozesua normalean endotermikoa denez, tenperatura handitzeak azido ahul baten ionizazio-maila handitzen du normalean, bere indarra apur bat handituz. Azido sendoen kasuan, efektua hutsala da, dagoeneko % 100ean ionizatuta baitaude.
Epaia
Aukeratu azido sendo bat garbiketa industrialerako edo sintesi kimiko azkarrerako, non erreaktibotasun handia eta pH baxua berehala behar diren. Aukeratu azido ahul bat buffer biologikoetarako, elikagaien kontserbaziorako edo laborategiko titrazio sentikorretarako, non azidotasunaren askapen kontrolatu eta etengabea seguruagoa eta eraginkorragoa den.