Caractéristiques, nomenclature, utilisations et exemples de Hidrácidos



Le Hydracidesou des acides binaires sont des composés dissous dans l'eau qui comprennent un atome d'hydrogène et un élément non métallique: les halogénures d'hydrogène. Sa formule chimique générale peut être exprimée en HX, où H est l'atome d'hydrogène et X l'élément non métallique.

X peut appartenir à la catégorie 17, les halogènes, ou les éléments du groupe 16 à l'exclusion de l'oxygène. Contrairement aux oxoacides, les hydroacides manquent d'oxygène. Étant donné que halohydrique sont des composés covalents ou moléculaire, vous devriez considérer le lien H-X. Ceci est d'une grande importance et définit les caractéristiques de chaque hydracide.

Source: Gabriel Bolívar

Que peut-on dire à propos du lien H-X? Comme montré dans l'image supérieure, il y a une électronégativité de produit de moment dipolaire permanent différent de H et X. Puisque X est généralement plus électronégatif que H, attire le nuage d'électrons et se termine par une charge partielle négative δ-.

Au lieu de H, de transférer une partie de sa densité d'électrons X, se termine par une charge positive partielle δ +. Le plus négatif est δ-, plus riche en électrons et X seront plus le déficit en électrons de H. Ainsi, selon lequel élément est X, un halohydrique peut être plus ou moins polaire.

L'image révèle également la structure des hydracides. H-X est une molécule linéaire, qui peut interagir avec l'autre par une de leurs extrémités. Le HX est plus polaire, les molécules interagissent plus fortement ou d'affinité. En conséquence, vos points d'ébullition ou de fusion augmenteront.

Cependant, les interactions H-X - H-X reste suffisamment faible pour provoquer un hydrazide solide. Par conséquent, dans des conditions de pression et de température ambiante, il y a des substances gazeuses; sauf pour HF, qui s'évapore au-dessus de 20ºC.

Parce que? Parce que HF est capable de former des liaisons hydrogène fortes. Alors que d'autres halohydrique dont les non-métaux sont moins électronégatif, peut difficilement être en phase liquide au-dessous de 0 ° C. HCl, par exemple, bout à environ -85 ° C.

Est-ce que les substances hydro-acides? La réponse réside dans la charge partielle positive δ + sur l'atome d'hydrogène. Si δ + est très grand ou un lien très faible HX, HX alors un acide fort; Comme avec tous les halogènes halohydriques une fois leurs halogénures sont dissous dans l'eau.

Index

  • 1 caractéristiques
    • 1.1 physique
    • 1.2 Chimique
  • 2 nomenclature
    • 2.1 Forme anhydre
    • 2.2 En solution aqueuse
  • 3 Comment sont-ils formés?
    • 3.1 Dissolution directe des halogénures d'hydrogène
    • 3.2 Dissolution des sels de non-métaux avec des acides
  • 4 utilisations
    • 4.1 Nettoyants et solvants
    • 4.2 Catalyseurs acides
    • 4.3 Réactifs pour la synthèse de composés organiques et inorganiques
  • 5 exemples
    • 5.1 HF, acide fluorhydrique
    • 5.2 H2S, sulfure d'hydrogène
    • 5.3 HCl, acide chlorhydrique
    • 5.4 HBr, acide bromhydrique
    • 5.5 H2Te, acide tellurique
  • 6 références

Caractéristiques

Physique

Halohydrique, visiblement tous sont des solutions claires, comme HX sont solubles dans l'eau. Ils peuvent avoir des tons jaunâtres en fonction des concentrations de HX dissous.

Ils sont furieux, ce qui signifie que émette denses, vapeurs corrosifs et irritants (certains d'entre eux sont même nauséabonde). En effet, les molécules HX sont très volatils et d'interagir avec la vapeur d'eau de l'environnement des solutions environnantes. En outre, HX sous leurs formes anhydres sont des composés gazeux.

-Les hydracides sont de bons conducteurs d'électricité. Bien que HX sont des espèces gazeuses à des conditions atmosphériques, lorsqu'ils sont dissous dans des ions de libération d'eau (H+X-), qui permettent le passage du courant électrique.

- Leurs points d'ébullition sont supérieurs à ceux de leurs formes anhydres. Autrement dit, HX (aq), désignant le hydrazide, bout à des températures au-dessus de HX (g). Par exemple, le chlorure d'hydrogène, HCl (g), qui bout à -85, mais l'acide chlorhydrique, l'hydrazide, à environ 48 ° C.

Parce que? Parce que les molécules de gaz HX sont entourées de molécules d'eau. Ceux-ci peuvent se produire alors que deux types d'interactions: liaison hydrogène, HX - H2O - HX, ou solvatation des ions, H3O+(ac) et X-(ac). Ce fait est directement lié aux caractéristiques chimiques des hydrocides.

Produits chimiques

Halohydrique sont des solutions très acides, donc ils ont des protons acides H3O+ disponible pour réagir avec d'autres substances. D'où vient H?3O+? L'atome d'hydrogène avec la charge positive + δ, qui se dissocie dans l'eau et se termine joignant par covalence une molécule d'eau:

HX (ac) + H2O (l) <=> X-(ac) + H3O+(ac)

On notera que l'équation correspond à une réaction d'équilibre stable. Quand la formation de X-(ac) + H3O+(Ac) est thermodynamiquement favorisée, son eau à protons libérés acide HX; et puis ceci, avec H3O+ comme son nouveau "porteur", il peut réagir avec un autre composé, même si ce dernier n’est pas une base solide.

Ce qui précède explique les caractéristiques acides des hydrocides. C'est le cas pour tous les HX dissous dans l'eau; mais certains génèrent des solutions plus acides que d'autres. Et c'est due a quoi? Les raisons peuvent être très compliquées. Tous les HX (ac) ne favorisent pas l'équilibre précédent vers la droite, c'est-à-dire vers X-(ac) + H3O+(ac).

L'acidité

Et l'exception est observée dans l'acide fluorhydrique, HF (ac). Le fluor est très électronégatif, par conséquent, il raccourcit la distance de la liaison H-X, la renforçant contre sa rupture par l'action de l'eau.

De même, le lien H-F se recoupe beaucoup mieux pour des raisons de radios atomiques. En revanche, les liaisons H-Cl, H-Br ou H-I sont plus faibles et ont tendance à se dissocier complètement dans l'eau au point de rompre avec l'équilibre proposé ci-dessus.

En effet, les autres halogènes ou chalcogènes (le soufre par exemple) ont des rayons atomiques plus importants et donc des orbitales plus volumineuses. En conséquence, la liaison H-X présente un chevauchement orbital plus faible car X est plus grand, ce qui a un impact sur la force de l’acide au contact de l’eau.

De cette manière, l’ordre décroissant d’acidité pour les hydrogènes des halogènes est le suivant: HF <HCl

Nomenclature

Forme anhydre

Comment sont nommés les hydracides? Sous leurs formes anhydres, HX (g), ils doivent être mentionnés comme dictés pour les halogénures d'hydrogène: en ajoutant le suffixe -uro à la fin de leurs noms.

Par exemple, HI (g) consiste en un halogénure (ou hydrure) formé par l'hydrogène et l'iode, d'où son nom: yoduro de l'hydrogène. Parce que les non-métaux sont généralement plus électronégatifs que l'hydrogène, leur nombre d'oxydation est de +1. En revanche, dans NaH, l'hydrogène a un indice d'oxydation de -1.

C'est un autre moyen indirect de différencier les hydrures moléculaires des halogènes ou des halogénures d'hydrogène d'autres composés.

Une fois que HX (g) entre en contact avec l'eau, il est représenté par HX (ac), puis l'hydrazide est présent.

En solution aqueuse

Pour nommer l'hydrazide, HX (ac), le suffixe -uro de ses formes anhydres doit être remplacé par le suffixe -hydrique. Et il faut le mentionner comme acide en premier lieu. Ainsi, pour l'exemple précédent, le HI (ac) est nommé comme suit: acid yodl'eau.

Comment sont-ils formés?

Dissolution directe des halogénures d'hydrogène

Les hydrazides peuvent être formés par simple dissolution de leurs halogénures d'hydrogène correspondants dans l'eau. Cela peut être représenté par l'équation chimique suivante:

HX (g) => HX (ac)

HX (g) est très soluble dans l'eau, il n'y a donc pas d'équilibre de solubilité, contrairement à sa dissociation ionique pour libérer des protons acides.

Cependant, il existe une méthode de synthèse qui est préférée car elle utilise des sels ou des minéraux comme matière première, en les dissolvant à basse température avec des acides forts.

Dissolution des sels de non-métaux avec des acides

Si le sel de table, NaCl, est dissous avec de l'acide sulfurique concentré, la réaction suivante se produit:

NaCl (s) + H2SO4(ac) => HCl (ac) + NaHSO4(ac)

L'acide sulfurique donne l'un de ses protons acides à l'anion chlorure-, le convertissant ainsi en acide chlorhydrique. De ce mélange peut s'échapper le chlorure d'hydrogène, HCl (g), car il est très volatil, surtout si sa concentration dans l'eau est très élevée. L’autre sel produit est le sulfate d’acide sodique, NaHSO.4.

Une autre façon de le produire est de remplacer l'acide sulfurique par l'acide phosphorique concentré:

NaCl (s) + H3PO4(ac) => HCl (ac) + NaH2PO4(ac)

Le H3PO4 il réagit de la même manière que le H2SO4, produisant de l'acide chlorhydrique et du phosphate de diacide de sodium. NaCl est la source de l'anion-, de sorte que pour synthétiser les autres hydracides, vous avez besoin de sels ou de minéraux qui contiennent du F-, Br-, Je-, S2-, etc.

Mais, l'utilisation de H2SO4 ou H3PO4 cela dépendra de sa force oxydative. Le H2SO4 C'est un oxydant très fort, au point qu'il s'oxyde même le Br- et moi- à ses formes moléculaires Br2 et moi2; le premier est un liquide rougeâtre et le second un solide violet. Par conséquent, le H3PO4 représente l'alternative préférée dans de telles synthèses.

Utilise

Nettoyants et solvants

Les hydracides sont essentiellement utilisés pour dissoudre différents types de matière. C'est parce que ce sont des acides forts, et avec modération, ils peuvent nettoyer n'importe quelle surface.

Leurs protons acides sont ajoutés aux composés des impuretés ou de la saleté, ce qui les rend solubles dans le milieu aqueux et sont ensuite entraînés par l'eau.

Selon la nature chimique de ladite surface, un hydrazide ou autre peut être utilisé. Par exemple, l'acide fluorhydrique ne peut pas être utilisé pour nettoyer le verre, car il les dissoudrait immédiatement. L'acide chlorhydrique est utilisé pour éliminer les taches sur les carreaux de la piscine.

Ils sont également capables de dissoudre des roches ou des échantillons solides, puis utilisés à des fins d'analyse ou de production à petite ou grande échelle. Dans la chromatographie par échange d'ions, l'acide chlorhydrique dilué est utilisé pour nettoyer la colonne d'ions restants.

Catalyseurs acides

Certaines réactions nécessitent des solutions très acides pour les accélérer et réduire le temps nécessaire. C'est là que les hydracides entrent en jeu.

Un exemple de ceci est l'utilisation d'acide iodhydrique dans la synthèse de l'acide acétique glacial. L'industrie pétrolière a également besoin d'hydrocarbures dans les processus de raffinage.

Réactifs pour la synthèse de composés organiques et inorganiques

Les hydracides fournissent non seulement des protons acides, mais aussi leurs anions respectifs. Ces anions peuvent réagir avec un composé organique ou inorganique pour former un halogénure spécifique. De cette façon, ils peuvent être synthétisés: fluorures, chlorures, iodures, bromures, séléniures, sulfures et autres composés.

Ces halogénures peuvent avoir des applications très diverses. Par exemple, ils peuvent être utilisés pour synthétiser des polymères, tels que le téflon; ou des intermédiaires, à partir desquels des atomes d'halogène seront incorporés dans les structures moléculaires de certains médicaments.

Assumer la molécule CH3CH2OH, l'éthanol, réagit avec HCl pour former du chlorure d'éthyle:

CH3CH2OH + HCl => CH3CH2Cl + H2O

Chacune de ces réactions cache un mécanisme et de nombreux aspects considérés en synthèse organique.

Des exemples

Il n'y a pas beaucoup d'exemples disponibles pour les hydrocides, car le nombre de composés possibles est naturellement limité. Pour cette raison, certains hydracides supplémentaires sont listés ci-dessous avec leur nomenclature respective (l'abréviation (ac) est ignorée):

HF, acide fluorhydrique

L'hydrocarbure binaire dont les molécules H-F forment des liaisons hydrogènes fortes, à tel point que, dans l'eau, il s'agit d'un acide faible.

H2S, hydrogène sulfuré

Contrairement aux hydracides considérés jusque-là, il est polyatomique, c'est-à-dire qu'il a plus de deux atomes, mais il continue à être binaire parce qu'il s'agit de deux éléments: le soufre et l'hydrogène.

Ses molécules angulaires H-S-H ne forment pas de ponts hydrogène appréciables et peuvent être détectées par leur odeur caractéristique d'œufs pourris.

HCl, acide chlorhydrique

L'un des acides les plus connus de la culture populaire. Inclusif, il fait partie de la composition du suc gastrique, présent dans l'estomac et, avec les enzymes digestives, dégrade les aliments.

HBr, acide bromhydrique

Comme l'acide iodhydrique, la phase gazeuse est constituée de molécules linéaires H-Br, qui se dissocient en ions H+ (H3O+) et Br- quand ils entrent dans l'eau.

H2Te, acide tellurique

Bien que le tellure ait un certain caractère métallique, son hydrazide dégage des vapeurs désagréables et hautement toxiques, telles que l'acide sélénhydrique.

Comme les autres hydrazides des chalcogénures (du groupe 16 du tableau périodique), en solution, il produit l'anion Te2-, sa valence est donc -2.

Références

  1. Clark J. (22 avril 2017). L'acidité des halogénures d'hydrogène. Extrait de: chem.libretexts.org
  2. Lumen: Introduction à la chimie. Acides binaires Tiré de: courses.lumenlearning.com
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  7. Natalie Andrews (24 avril 2017). Les utilisations de l'acide hydriodique. Récupéré de: sciencing.com
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