Tugevad ja nõrgad happed on olulised nii keemiaklassis kui ka laboris kasutamiseks. Tugevaid happeid on väga vähe, seega on üks lihtsamaid viise tugevate ja nõrkade hapete eristamiseks tugevate hapete lühikese nimekirja meeldejätmine. Mis tahes muud hapet peetakse nõrgaks happeks.
Key Takeaways
- Tugevad happed dissotsieeruvad vees täielikult nende ioonideks, nõrgad happed aga ainult osaliselt.
- Tugevaid happeid on ainult mõni (7), nii et paljud inimesed otsustavad neid meelde jätta. Kõik ülejäänud happed on nõrgad.
- Tugevad happed on soolhape, lämmastikhape, väävelhape, vesinikbromiidhape, vesinikjodiidhape, perkloorhape ja kloorhape.
- Ainus nõrk hape, mis moodustub vesiniku ja halogeeni vahelisel reaktsioonil, on vesinikfluoriidhape (HF). Ehkki tehniliselt on nõrk hape, on vesinikfluoriidhape äärmiselt võimas ja väga söövitav.
Tugevad happed
Tugevad happed hajutada täielikult oma ioonid vees, saades ühe või mitu prootonit (vesinik katioonid) molekuli kohta. On ainult 7 tavalist tugevat hapet.
- HCl - soolhape
- HNO3 - lämmastikhape
- H2Nii4 - väävelhape (HSO4- on nõrk hape)
- HBr - vesinikbromiidhape
- HI - vesinikjodiidhape
- HClO4 - perkloorhape
- HClO3 - kloorhape
Ionisatsioonireaktsioonide näideteks on:
HCI → H+ + Kl-
HNO3 → H+ + EI3-
H2Nii4 → 2H+ + SO42-
Pange tähele positiivselt laetud vesinikioonide tootmist ja ka reaktsiooni noolt, mis osutab ainult paremale. Kogu reagent (hape) ioniseeritakse produktiks.
Nõrgad happed
Nõrgad happed ei lahustu vees täielikult nende ioonideks. Näiteks dissotsieerub HF H-ks+ ja F- ioonid vees, kuid osa HF-st jääb lahusesse, seega pole see tugev hape. Nõrku happeid on palju rohkem kui tugevaid happeid. Enamik orgaanilised happed on nõrgad happed. Siin on osaline nimekiri, mis on järjestatud kõige tugevamast nõrgemani.
- HO2C2O2H - oblikhape
- H2Nii3 - väävelhape
- HSO4- - vesiniksulfaatioon
- H3PO4 - fosforhappe
- HNO2 - lämmastikhape
- HF - vesinikfluoriidhape
- HCO2H - metaanhape
- C6H5COOH - bensoehape
- CH3COOH - äädikhape
- HCOOH - sipelghape
Nõrgad happed ioniseerivad mittetäielikult. Näide reaktsioonist on etaanhappe dissotsieerumine vees, et saada hüdroksooniumi katioone ja etanoaatioone:
CH3COOH + H2O ⇆ H3O+ + CH3COO-
Pange tähele keemilise võrrandi reaktsiooni noolt mõlemas suunas. Ainult umbes 1% etaanhapet muundub ioonideks, ülejäänud osa moodustab etaanhape. Reaktsioon kulgeb mõlemas suunas. Tagareaktsioon on soodsam kui eelreaktsioon, mistõttu ioonid muutuvad kergesti tagasi nõrgaks happeks ja veeks.
Eristamine tugevatest ja nõrkadest hapetest
Võite kasutada happetasakaalu konstanti Ka või pKa et teha kindlaks, kas hape on tugev või nõrk. Tugevatel hapetel on kõrge Ka või väike pKa väärtustes, nõrkadel hapetel on väga väike Ka väärtused või suur pKa väärtused.
Tugev ja nõrk vs. Kontsentreeritud ja lahjendatud
Olge ettevaatlik, et mitte segi ajada mõisteid tugev ja nõrk kontsentreeritud ja lahjendada. Kontsentreeritud hape sisaldab vähese koguse vett. Teisisõnu, hape kontsentreeritakse. Lahjendatud hape on happeline lahus, mis sisaldab palju lahustit. Kui teil on 12 M äädikhapet, on see kontsentreeritud, kuid siiski nõrk hape. Pole tähtis, kui palju vett te eemaldate, see vastab tõele. Klapi küljest on 0,0005 M HCl lahus lahjendatud, kuid siiski tugev.
Tugev vs. Sööbiv
Sa saad juua lahjendatud äädikhapet (äädikas leiduvat hapet), kuid sama kontsentratsiooniga väävelhappe joomine annaks teile keemilise põletuse. Põhjus on selles, et väävelhape on tugevalt söövitav, äädikhape aga mitte nii aktiivne. Kuigi happed kipuvad olema söövitavad, tugevaimad superhapped (karboraanid) ei ole tegelikult söövitavad ja neid võiks käes hoida. Vesinikfluoriidhape, kuigi nõrk hape, läbiks teie kätt ja ründa oma luid.