Kyslíkaté kyseliny

Kyslíkaté kyseliny neboli oxokyseliny jsou kyseliny, obsahující alespoň jeden atom kyslíku. Konkrétně je to sloučenina, která obsahuje vodík, kyslík a alespoň jeden další kyselinotvorný prvek, s alespoň jednou vazbou atomu vodíku na kyslík, která může disociovat za vzniku H+ kationtu a aniontu kyseliny. Všeobecný vzorec je HaZbOc kde Z je kyselinotvorný prvek a koeficienty a, b, c nabývají běžné hodnoty a od 1 do 4, b od 1 do 2, c od 1 do 7 (jsou možné vyšší hodnoty, ale nevyskytují se běžně)

Vlastnosti

Molekula kyslíkaté kyseliny obsahuje strukturu Z-O-H, kde další atomy nebo skupiny atomů mohou být spojeny s centrálním atomem Z. V roztoku může být taková molekula disociována na ionty dvěma odlišnými způsoby:

* X-O-H ⇌ (X-O)− + H+ * X-O-H ⇌ X+ + OH−

Pokud je centrální atom Z silně elektronegativní, silně přitahuje elektrony atomu kyslíku. V takovém případě je vazba mezi atomem kyslíku a vodíku slabá a sloučenina se snadno ionizuje podle první chemické rovnice. +more V tomto případě je sloučenina ZOH kyselina, protože uvolňuje proton, tj. Vodíkový kationt. Například dusík, síra a chlor jsou silně elektronegativní prvky, a proto jsou kyselina dusičná, kyselina sírová a kyselina chloristá silné kyseliny.

Pokud je však elektronegativita Z nízká, potom se sloučenina podle druhé chemické rovnice disociuje na ionty a ZOH je alkalický hydroxid. Příklady takových sloučenin jsou hydroxid sodný NaOH a hydroxid vápenatý Ca(OH)2. +more Vzhledem k vysoké elektronegativitě kyslíku je však většina běžných sloučenin, jako je hydroxid sodný, ve vodě silně bazický, ve srovnání s jinými bázemi je pouze mírně bazická. Například pKa konjugované kyseliny hydroxidu sodného, ​​vody, je 15,7, zatímco amid sodný, amoniak, je blíže 40, což činí hydroxid sodný mnohem slabší bází než amid sodný.

Pokud je elektronegativita Z někde mezi, může být sloučenina amfoterní a v takovém případě může disociovat na ionty oběma způsoby, v prvním případě při reakci s bázemi a v druhém případě při reakci s kyselinami. Příklady toho zahrnují alifatické alkoholy, jako je ethanol.

Když se kyslíkaté kyseliny zahřívají, mnoho z nich se disociuje na vodu a anhydrid kyseliny. Ve většině případů jsou takové anhydridy oxidy nekovů. +more Například oxid uhličitý, CO2, je anhydrid kyseliny uhličité, H2CO3 a oxid sírový, SO3, je anhydrid kyseliny sírové, H2SO4. Tyto anhydridy rychle reagují s vodou a znovu tvoří tyto kyslíkaté kyseliny.

Organické kyseliny, jako jsou karboxylové kyseliny a fenoly, jsou oxokyseliny. Jejich molekulární struktura je však mnohem komplikovanější než struktura anorganických kyslíkatých kyselin.

Většina běžně se vyskytujících anorganických kyselin jsou kyslíkaté kyseliny. V 18. +more století, Lavoisier předpokládal, že všechny kyseliny obsahují kyslík a že kyslík způsobuje jejich kyselost. Z tohoto důvodu dal tomuto prvku své jméno, Oxygenium, odvozený z řečtiny a znamenající výrobce kyseliny. Později však Humphry Davy ukázal, že takzvaná kyselina muriatová neobsahuje kyslík, přestože je silnou kyselinou; místo toho je to roztok chlorovodíku, HCl. Takové kyseliny, které neobsahují kyslík, jsou dnes známy jako bezkyslíkaté kyseliny.

Příprava

Kyslíkaté kyseliny lze připravit reakcí vody a kyselinotvorného nebo amfoterního oxidu:

: SO3 + H2O → H2SO4 : SO2 + H2O → H2SO3 : 2 NO2 + H2O → HNO2 + HNO3 : CO2 + H2O → H2CO3

Připravit je lze také vytěsněním ze soli silnější kyselinou (a následnou destilací):

: 2 KNO3 + H2SO4 → 2 HNO3 + K2SO4

Během berzeliovy dualistické teorie se upřednostňovali adiční vzorce, kde se kyslíkaté kyseliny považovali, za hydráty oxidů:

SO3·H2O, SO2·H2O, N2O5·H2O, P2O5·3H2O

Tyto vzorce však neodpovídají skutečné struktuře kyslíkatých kyselin, proto se v současnosti používají vzorce už uvedeného tvaru.

Zástupci

V následující tabulce se vzorec a název aniontu týkají zbytků kyseliny, když ztratí všechny atomy vodíku jako protony. Mnoho z těchto kyselin je však polyprotických a v takových případech také existuje jeden nebo více přechodných aniontů. +more Ke jménu takových aniontů se přidá předpona hydrogen-, v případě potřeby i s číslovkovými předponami. Například SOp=2-|b=4 je síran (síranový aniont), ale HSOp=-|b=4 je hydrogensíran (hydrogenovaný aniont). Podobně POp=3-|b=4 je fosforečnan, HPOp=2-|b=4 je hydrogenfosforečnan a H2POp=-|b=4 je dihydrogenfosforečnan.

Reference

Související články

Kyseliny * Bezkyslíkaté kyseliny

Externí odkazy

[url=http://goldbook.iupac.org/terms/view/O04374]Definice IUPAC "kyslíkaté kyseliny"[/url] (ze Zlaté knihy) (anglicky)