Kyslíkaté kyseliny

Z testwiki
Skočit na navigaci Skočit na vyhledávání

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.[1] 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[2]

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. 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.[2] 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.[2]

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.[2]

Když se kyslíkaté kyseliny zahřívají, mnoho z nich se disociuje na vodu a anhydrid kyseliny. Ve většině případů jsou takové anhydridy oxidy nekovů. 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.[3]

Organické kyseliny, jako jsou karboxylové kyseliny a fenoly, jsou oxokyseliny.[2] Jejich molekulární struktura je však mnohem komplikovanější než struktura anorganických kyslíkatých kyselin.

Většina běžně se vyskytujících anorganických kyselin jsou kyslíkaté kyseliny.[2] V 18. 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 upřednostňovaly adiční vzorce, kde se kyslíkaté kyseliny považovaly 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. Ke jménu takových aniontů se přidá předpona hydrogen-, v případě potřeby i s číslovkovými předponami. Například SOŠablona:Su je síran (síranový aniont), ale HSOŠablona:Su je hydrogensíran (hydrogenovaný aniont). Podobně POŠablona:Su je fosforečnan, HPOŠablona:Su je hydrogenfosforečnan a H2POŠablona:Su je dihydrogenfosforečnan.

příklady kyslíkatých kyselin a jim odpovídajících aniontů
skupina prvku prvek oxidační stav vzorec kyseliny název kyseliny vzorec aniontu název aniontu
6 chrom +6 H2CrO4 Kyselina chromová CrOŠablona:Su chroman
H2Cr2O7 Kyselina dichromová Cr2OŠablona:Su dichroman
7 mangan +7 HMnO4 Kyselina manganistá MnOŠablona:Su manganistan
+6 H2MnO4 Kyselina manganová MnOŠablona:Su manganan
technecium +7 HTcO4 kyselina technecistá TcOŠablona:Su technecistan
+6 H2TcO4 kyselina technetová TcOŠablona:Su technetan
rhenium +7 HReO4 Kyselina rhenistá ReOŠablona:Su rhenistan
+6 H2ReO4 kyselina rhenová ReOŠablona:Su rhenan
+5 HReO3 kyselina rheničná ReOŠablona:Su rheničnan
H3ReO4 kyselina trihydrogenrheničná ReOŠablona:Su rheničnan
H4Re2O7 kyselina tetrahydrogendirheničná Re2OŠablona:Su dirheničnan
8 železo +6 H2FeO4 kyselina železová FeOŠablona:Su železan
Ruthenium +6 H2RuO4 kyselina rutheniová RuOŠablona:Su ruthenan
+7 HRuO4 kyselina ruthenistá RuOŠablona:Su ruthenistan
+8 H2RuO5 kyselina rutheničelá HRuOŠablona:Su hydrogenrutheničelan
Osmium +6 H6OsO6 kyselina osmiová H4OsOŠablona:Su tetrahydrogenosmičelan
+8 H4OsO6 kyselina tetrahydrogenosmičelá H2OsOŠablona:Su dihydrogenosmičelan
13 Bor +3 H3BO3 kyselina trihydrogenboritá BOŠablona:Su boritan
(HBO2)n kyselina metaboritá BOŠablona:Su metaboritan
14 uhlík +4 H2CO3 kyselina uhličitá COA3A2 uhličitan
křemík +4 H4SiO4 kyselina orthokřemičitá SiOA4A4 orthokřemičitan
H2SiO3 kyselina křemičitá SiOŠablona:Su křemičitan
14, 15 uhlík, dusík +4, −3 HOCN Kyselina isokyanatá OCN isokyanatan
15 dusík +5 HNO3 Kyselina dusičná NOŠablona:Su dusičnan
HNO4 kyselina peroxodusičná NOŠablona:Su peroxodusičnan
H3NO4 kyselina orthodusičná NOŠablona:Su orthodusičnan
+3 HNO2 kyselina dusitá NOŠablona:Su dusitan
HOONO kyselina peroxodusitá OONO peroxodusitan
+2 H2NO2 kyselina dusičnatá NOŠablona:Su dusičnatan
+1 H2N2O2 kyselina dusná N2OŠablona:Su dusnan
fosfor +5 H3PO4 kyselina trihydrogenfosforečná POŠablona:Su fosforečnan
HPO3 kyselina fosforečná POŠablona:Su fosforečnan
H4P2O7 kyselina tetrahydrogendifosforečná P2OŠablona:Su difosforečnan
H3PO5 kyselina peroxofosforečná POŠablona:Su peroxofosforečnan
+5, +3 (HO)2POPO(OH)2 ??? O2POPOOŠablona:Su ???
+4 (HO)2OPPO(OH)2 ??? O2OPPOOŠablona:Su ???
+3 H2PHO3 kyselina fosforitá PHOŠablona:Su fosforitan
H2P2H2O5 kyselina difosforitá P2H2OŠablona:Su dihydrogendifosforitan
+1 HPH2O2 kyselina fosforná PH2OŠablona:Su fosfornan
arsen +5 H3AsO4 kyselina trihydrogenarseničná AsOŠablona:Su arseničnan
+3 H3AsO3 kyselina trihydrogenarsenitá AsOŠablona:Su arsenitan
16 síra +6 H2SO4 kyselina sírová SOŠablona:Su síran
H2S2O7 kyselina disírová S2OŠablona:Su disíran
H2SO5 kyselina peroxosírová SOŠablona:Su peroxosíran
H2S2O8 kyselina peroxodisírová S2OŠablona:Su peroxodisíran
+5 H2S2O6 Kyselina dithionová S2OŠablona:Su dithionan
+5, 0 H2SxO6 Kyseliny polythionové
(x = 3, 4...)
SxOŠablona:Su polythionany
+4 H2SO3 kyselina siřičitá SOŠablona:Su siřičitan
H2S2O5 kyselina disiřičitá S2OŠablona:Su disiřičitan
+4, 0 H2S2O3 Kyselina thiosírová S2OŠablona:Su thiosíran
+3 H2S2O4 kyselina dithioničitá S2OŠablona:Su dithioničitan
+3, −1 H2S2O2 kyselina thiosiřičitá S2OŠablona:Su thiosiřičitan
+2 H2SO2 kyselina sulfoxylová SOŠablona:Su sulfoxylan
+1 H2S2O2 Dihydroxydisulfan S2OŠablona:Su Dihydroxydisulfanan
0 HSOH oxasulfan HSO ???
Selen +6 H2SeO4 kyselina selenová SeOŠablona:Su selenan
+4 H2SeO3 kyselina seleničitá SeOŠablona:Su seleničitan
Tellur +6 H2TeO4 kyselina tellurová TeOŠablona:Su telluran
H6TeO6 Kyselina hexahydrogentellurová TeOŠablona:Su telluran
+4 H2TeO3 kyselina telluričitá TeOŠablona:Su telluričitan
17 chlor +7 HClO4 kyselina chloristá ClOŠablona:Su chloristan
+5 HClO3 kyselina chlorečná ClOŠablona:Su chlorečnan
+3 HClO2 kyselina chroritá ClOŠablona:Su chloritan
+1 HClO kyselina chlorná ClO chlornan
brom +7 HBrO4 kyselina bromistá BrOŠablona:Su bromistan
+5 HBrO3 kyselina bromičná BrOŠablona:Su bromičnan
+3 HBrO2 kyselina bromitá BrOŠablona:Su bromitan
+1 HBrO kyselina bromná BrO bromnan
jod +7 HIO4 kyselina jodistá IOŠablona:Su jodistan
H5IO6 kyselina pentahydrogenjodistá IOŠablona:Su jodistan
+5 HIO3 kyselina jodičná IOŠablona:Su jodičnan
+1 HIO kyselina jodná IO jodnan
18 Xenon +6 H2XeO4 Kyselina xenonová HXeOŠablona:Su hydrogenxenonan
+8 H4XeO6 kyselina tetrahydrogenxenoničelá XeOŠablona:Su xenoničelan

Reference

Šablona:Překlad

  1. Šablona:Citace monografie
  2. 2,0 2,1 2,2 2,3 2,4 2,5 Kivinen, Mäkitie: Kemia, str. 202-203, kapitola Happihapot
  3. Šablona:Citace monografie

Související články

Externí odkazy

Šablona:Autoritní data

Šablona:Portály