Tugeva happe definitsioon ja näited

Tugev hape on üks, mis on täielikult dissotsieerunud või ioniseeritud a vesilahus. See on keemiline liik, millel on suur võime kaotada prooton, H⁺. Vees kaotab tugev hape ühe prootoni, mis haaratakse veega hüdrooniumiiooni moodustamiseks:

HA (aq) + H₂O → H₃O⁺(aq) + A⁻(aq)

Diprootilised ja polüprotoonsed happed võivad kaotada rohkem kui ühe prootoni, kuid "tugeva happe" pKa väärtus ja reaktsioon viitavad ainult esimese prootoni kaotamisele.

Tugevatel hapetel on väike logaritmiline konstant (pKa) ja suur hapete dissotsiatsioonikonstant (Ka).

Enamik tugevaid happeid on söövitavad, kuid mõned superahapetest mitte. Seevastu mõned nõrgad happed (nt vesinikfluoriidhape) võib olla väga söövitav.

Happe kontsentratsiooni tõustes väheneb dissotsieerumisvõime. Vee normaaltingimustes hajuvad tugevad happed täielikult, kuid eriti kontsentreeritud lahused seda ei tee.

Kuigi nõrku happeid on palju, on tugevaid happeid vähe. tavalised tugevad happed sisaldama:

• HCl (soolhape)
• H₂Nii₄ (väävelhape)
instagram viewer
• HNO₃ (lämmastikhape)
• HBr (vesinikbromiidhape)
• HClO₄ (perkloorhape)
• HI (vesinikjodiidhape)
• p-tolueensulfoonhape (orgaaniliselt lahustuv tugev hape)
• metaansulfoonhape (vedel orgaaniline tugev hape)

Järgmised happed hajuvad vees peaaegu täielikult, seetõttu peetakse neid sageli tugevateks hapeteks, ehkki nad ei ole happelisemad kui hüdrooniumiioon, H₃O⁺:

• HNO₃ (lämmastikhape)
• HClO₃ (kloorhape)

Mõni keemik peab tugevateks hapeteks hüdrooniumiiooni, broomhapet, perioodilist hapet, perbromihapet ja perioodilist hapet.

Kui happetugevuse esmaseks kriteeriumiks kasutatakse prootonite annetamise võimet, siis oleksid tugevad happed (tugevaimast nõrgim):

• H [SbF₆] (fluoroantimoonhape)
• FSO₃HSbF₅ (maaghape)
• H (CHB₁₁Kl₁₁) (karboraan-superhape)
• FSO₃H (fluor väävelhape)
• CF₃Nii₃H (trifüülhape)

Need on "superahapped", mida määratletakse kui happeid, mis on happelisemad kui 100% väävelhape. Superakuurid protoneerivad vett püsivalt.

Teil võib tekkida küsimus, miks tugevad happed nii hästi hajuvad või miks teatud nõrgad happed ei ioniseeri täielikult. Mängul on mõned tegurid:

• Aatomi raadius: Aatomi raadiuse suurenedes kasvab ka happesus. Näiteks on HI tugevam hape kui HCl (jood on suurem aatom kui kloor).
• Elektronegatiivsus: Mida elektroonegatiivsem on konjugeeritud alus perioodilise tabeli samal perioodil (A^-), seda happelisem see on.
• Elektrilaeng: mida positiivsem on aatomi laeng, seda suurem on selle happesus. Teisisõnu, prootonit on lihtsam võtta neutraalsest liigist kui negatiivse laenguga.
• Tasakaal: kui hape dissotsieerub, saavutatakse tasakaal tema konjugeeritud alusega. Tugevate hapete puhul soosib tasakaal tugevalt produkti või on keemilisest võrrandist paremal. Tugeva happe konjugeeritud alus on palju nõrgem kui alus alusena.
• Lahusti: enamikus rakendustes arutatakse tugevate hapete osas vee kui lahustiga. Kuid happelisusel ja aluselisusel on mittevesipõhises lahustis tähendus. Näiteks ioniseerib vedelas ammoniaagis äädikhape täielikult ja seda võib pidada tugevaks happeks, isegi kui see on vees nõrk hape.