- Caratteristiche e proprietà di un oxacid
- Gruppi idrossilici
- Atomo centrale
- Zolfo per acido solforico
- Forza acida
- Come si formano gli ossacidi?
- Esempi di formazione
- Ossacidi metallici
- Nomenclatura
- Calcolo della valenza
- Assegna un nome all'acido
- Esempi
- Ossacidi del gruppo degli alogeni
- VIA Group Oxacids
- Ossacidi di boro
- Ossacidi di carbonio
- Ossacidi di cromo
- Ossacidi di silicio
- Riferimenti
Un ossacido o ossoacido è un acido ternario composto da idrogeno, ossigeno e un elemento non metallico che costituisce il cosiddetto atomo centrale. A seconda del numero di atomi di ossigeno e, di conseguenza, degli stati di ossidazione dell'elemento non metallico, possono formarsi vari ossacidi.
Queste sostanze sono puramente inorganiche; tuttavia, il carbonio può formare uno degli ossacidi più conosciuti: acido carbonico, H 2 CO 3 . Come dimostra la sua formula chimica da sola, ha tre atomi di O, uno di C e due di H.
Fonte: Pxhere
I due atomi H di H 2 CO 3 vengono rilasciati nell'ambiente come H + , il che spiega le sue caratteristiche acide. Il riscaldamento di una soluzione acquosa di acido carbonico emetterà un gas.
Questo gas è anidride carbonica, CO 2 , una molecola inorganica che ha origine dalla combustione degli idrocarburi e dalla respirazione cellulare. Se la CO 2 fosse rimessa nel contenitore dell'acqua, H 2 CO 3 si riformerebbe; pertanto, l'oxoacido si forma quando una certa sostanza reagisce con l'acqua.
Questa reazione non si osserva solo per la CO 2 , ma per altre molecole covalenti inorganiche chiamate ossidi acidi.
Gli ossiacidi hanno un vasto numero di usi, che sono difficili da descrivere in generale. La sua applicazione dipenderà molto dall'atomo centrale e dal numero di ossigeni.
Possono essere utilizzati da composti per la sintesi di materiali, fertilizzanti ed esplosivi, a fini analitici o per la produzione di bibite analcoliche; Come con l'acido carbonico e l'acido fosforico, H 3 PO 4 , che fanno parte della composizione di queste bevande.
Caratteristiche e proprietà di un oxacid
Fonte: Gabriel Bolívar
Gruppi idrossilici
Una formula HEO generica per gli ossacidi è mostrata nell'immagine sopra. Come si può vedere, ha idrogeno (H), ossigeno (O) e un atomo centrale (E); che nel caso dell'acido carbonico è il carbonio, C.
L'idrogeno negli ossacidi è solitamente attaccato a un atomo di ossigeno e non all'atomo centrale. L'acido fosforoso, H 3 PO 3 , rappresenta un caso particolare in cui uno degli idrogeni è legato all'atomo di fosforo; pertanto, la sua formula strutturale è rappresentata al meglio come (OH) 2 OPH.
Mentre per l'acido nitroso, HNO 2 , ha una spina dorsale HON = O, quindi ha un gruppo idrossile (OH) che si dissocia per rilasciare idrogeno.
Quindi una delle caratteristiche principali di un ossacido non è solo che ha ossigeno, ma che è anche presente come gruppo OH.
D'altra parte, alcuni ossacidi hanno quello che viene chiamato un gruppo oxo, E = O. Nel caso dell'acido fosforoso, ha un gruppo oxo, P = O. Mancano di atomi di H, quindi "non sono responsabili" dell'acidità.
Atomo centrale
L'atomo centrale (E) può o non può essere un elemento elettronegativo, a seconda della sua posizione nel blocco p della tavola periodica. D'altra parte, l'ossigeno, un elemento leggermente più elettronegativo dell'azoto, attrae gli elettroni dal legame OH; permettendo così il rilascio dello ione H + .
E è quindi legato ai gruppi OH. Quando viene rilasciato uno ione H +, avviene la ionizzazione dell'acido; cioè acquisisce una carica elettrica, che nel suo caso è negativa. Un ossacido può rilasciare tanti ioni H + quanti sono i gruppi OH nella sua struttura; e più ce ne sono, maggiore è la carica negativa.
Zolfo per acido solforico
L'acido solforico, poliprotico, ha la formula molecolare H 2 SO 4 . Questa formula può anche essere scritta come segue: (OH) 2 SO 2 , per sottolineare che l'acido solforico ha due gruppi idrossilici attaccati allo zolfo, il suo atomo centrale.
Le reazioni della sua ionizzazione sono:
H 2 SO 4 => H + + HSO 4 -
Quindi il secondo H + viene rilasciato dal gruppo OH rimanente, più lentamente fino a quando non si può stabilire un equilibrio:
HSO 4 - <=> H + + SO 4 2–
La seconda dissociazione è più difficile della prima, poiché una carica positiva (H + ) deve essere separata da una carica doppiamente negativa (SO 4 2- ).
Forza acida
La forza di quasi tutti gli ossacidi che hanno lo stesso atomo centrale (non metallo) aumenta con l'aumentare dello stato di ossidazione dell'elemento centrale; che a sua volta è direttamente correlato all'aumento del numero di atomi di ossigeno.
Ad esempio, vengono mostrate tre serie di ossacidi le cui forze di acidità sono ordinate dal minimo al massimo:
H 2 SO 3 <H 2 SO 4
HNO 2 <HNO 3
HClO <HClO 2 <HClO 3 <HClO 4
Nella maggior parte degli ossacidi che hanno elementi diversi con lo stesso stato di ossidazione, ma appartenenti allo stesso gruppo nella tavola periodica, la forza di acidità aumenta direttamente con l'elettronegatività dell'atomo centrale:
H 2 SeO 3 <H 2 SO 3
H 3 PO 4 <HNO 3
HBrO 4 <HClO 4
Come si formano gli ossacidi?
Come accennato all'inizio, gli ossacidi si generano quando determinate sostanze, chiamate ossidi di acido, reagiscono con l'acqua. Questo verrà spiegato usando lo stesso esempio per l'acido carbonico.
CO 2 + H 2 O <=> H 2 CO 3
Ossido acido + acqua => ossido
Quello che succede è che la molecola di H 2 O si lega covalentemente alla molecola di CO 2 . Se l'acqua viene rimossa dal calore, l'equilibrio si sposta alla rigenerazione della CO 2 ; cioè, una soda calda perderà la sua sensazione di effervescenza prima di una fredda.
D'altra parte, gli ossidi acidi si formano quando un elemento non metallico reagisce con l'acqua; sebbene, più precisamente, quando l'elemento reagente forma un ossido a carattere covalente, la cui dissoluzione in acqua genera ioni H + .
Si è già detto che gli ioni H + sono il prodotto della ionizzazione dell'ossacido risultante.
Esempi di formazione
L'ossido clorico, Cl 2 O 5 , reagisce con l'acqua per dare acido clorico:
Cl 2 O 5 + H 2 O => HClO 3
L'ossido solforico, SO 3 , reagisce con l'acqua per formare acido solforico:
SO 3 + H 2 O => H 2 SO 4
E l'ossido periodico, I 2 O 7 , reagisce con l'acqua per formare acido periodico:
I 2 O 7 + H 2 O => HIO 4
Oltre a questi meccanismi classici per la formazione di ossacidi, ci sono altre reazioni con lo stesso scopo.
Ad esempio, il tricloruro di fosforo, PCl 3 , reagisce con l'acqua per produrre acido fosforoso, un ossacido e acido cloridrico, un acido idroalico.
PCl 3 + 3H 2 O => H 3 PO 3 + HCl
E il pentacloruro di fosforo, PCl 5 , reagisce con l'acqua per dare acido fosforico e acido cloridrico.
PCl 5 + 4 H 2 O => H 3 PO 4 + HCl
Ossacidi metallici
Alcuni metalli di transizione formano ossidi acidi, cioè si dissolvono in acqua per dare ossacidi.
Ossido di manganese (VII) (permanganico anidro) Mn 2 O 7 e ossido di cromo (VI) sono gli esempi più comuni.
Mn 2 O 7 + H 2 O => HMnO 4 (acido permanganico)
CrO 3 + H 2 O => H 2 CrO 4 (acido cromico)
Nomenclatura
Calcolo della valenza
Per denominare correttamente un ossacido, dobbiamo iniziare determinando il numero di valenza o ossidazione dell'atomo centrale E. Partendo dalla formula generica HEO, si considera quanto segue:
-O ha valenza -2
-La valenza dell'H è +1
Con questo in mente, l'oxacid HEO è neutro, quindi la somma delle cariche delle valenze deve essere uguale a zero. Quindi, abbiamo la seguente somma algebrica:
-2 + 1 + E = 0
E = 1
Pertanto, la valenza di E è +1.
Quindi si deve ricorrere alle possibili valenze che può avere E. Se i valori +1, +3 e +4 sono tra le sue valenze, allora E "funziona" con la sua valenza più bassa.
Assegna un nome all'acido
Per nominare HEO, inizia chiamandolo acido, seguito dal nome di E con i suffissi –ico, se lavori con la valenza più alta, o –oso, se lavori con la valenza più bassa. Quando ce ne sono tre o più, i prefissi hypo- e per- sono usati per riferirsi alle valenze più piccole e più grandi.
Pertanto, HEO verrebbe chiamato:
Hypo l'acido (E nome) orso
Poiché +1 è la più piccola delle sue tre valenze. E se fosse HEO 2 , allora E avrebbe valenza +3 e sarebbe chiamato:
Orso acido (nome E)
E allo stesso modo per HEO 3 , con E che lavora con la valenza +5:
Acid (nome E) ico
Esempi
Di seguito viene menzionata una serie di ossacidi con le rispettive nomenclature.
Ossacidi del gruppo degli alogeni
Gli alogeni intervengono formando ossacidi con le valenze +1, +3, +5 e +7. Cloro, bromo e iodio possono formare 4 tipi di ossacidi corrispondenti a queste valenze. Ma l'unico ossacido che è stato prodotto dal fluoro è l'ipofluoroacido (HOF), che è instabile.
Quando un ossacido del gruppo utilizza la valenza +1, viene chiamato come segue: acido ipocloroso (HClO); acido ipobromoso (HBrO); acido ipoiodico (HIO); ipofluoroacido (HOF).
Con la valenza +3 non viene utilizzato alcun prefisso e viene utilizzato solo il suffisso orso. Ci sono gli acidi cloro (HClO 2 ), bromo (HBrO 2 ) e iodio (HIO 2 ).
Con la valenza +5 non viene utilizzato alcun prefisso e viene utilizzato solo il suffisso ico. Esistono acidi clorico (HClO 3 ), bromico (HBrO 3 ) e iodico (HIO 3 ).
Mentre quando si lavora con la valenza +7, vengono utilizzati il prefisso per e il suffisso ico. Esistono acidi perclorico (HClO 4 ), perbromico (HBrO 4 ) e periodico (HIO 4 ).
VIA Group Oxacids
Gli elementi non metallici di questo gruppo hanno le valenze più comuni -2, +2, +4 e +6, formando tre ossacidi nelle reazioni più note.
Con la valenza +2 si usano il prefisso singhiozzo e il suffisso orso. Ci sono gli acidi iposolforosi (H 2 SO 2 ), iposeleniosi (H 2 SeO 2 ) e ipotelurosi (H 2 TeO 2 ).
Con la valenza +4 non viene utilizzato alcun prefisso e viene utilizzato il suffisso orso. Ci sono acidi solforosi (H 2 SO 3 ), selenio (H 2 SeO 3 ) e telluroso (H 2 TeO 3 ).
E quando lavorano con la valenza + 6, non viene utilizzato alcun prefisso e viene utilizzato il suffisso ico. Sono presenti acidi solforici (H 2 SO 4 ), selenici (H 2 SeO 4 ) e tellurici (H 2 TeO 4 ).
Ossacidi di boro
Il boro ha una valenza di +3. Sono presenti acidi metabolici (HBO 2 ), pirborico (H 4 B 2 O 5 ) e ortoborico (H 3 BO 3 ). La differenza è nel numero di acqua che reagisce con l'ossido borico.
Ossacidi di carbonio
Il carbonio ha valenze +2 e +4. Esempi: con valenza +2, acido carbonioso (H 2 CO 2 ) e con valenza +4, acido carbonico (H 2 CO 3 ).
Ossacidi di cromo
Il cromo ha valenze +2, +4 e +6. Esempi: con valenza 2, acido ipocromico (H 2 CrO 2 ); con valenza 4, acido cromoso (H 2 CrO 3 ); e con valenza 6, acido cromico (H 2 CrO 4 ).
Ossacidi di silicio
Il silicio ha valenze -4, +2 e +4. Hai l'acido metasilicico (H 2 SiO 3 ) e l'acido pirosilicico (H 4 SiO 4 ). Si noti che in entrambi il Si ha una valenza di +4, ma la differenza sta nel numero di molecole d'acqua che hanno reagito con il suo ossido acido.
Riferimenti
- Whitten, Davis, Peck e Stanley. (2008). Chimica. (8 ° ed.). CENGAGE Apprendimento.
- Editor. (6 marzo 2012). Formulazione e nomenclatura degli ossacidi. Estratto da: si-educa.net
- Wikipedia. (2018). Ossiacido. Estratto da: en.wikipedia.org
- Steven S. Zumdahl. (2019). Ossiacido. Encyclopædia Britannica. Estratto da: britannica.com
- Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (31 gennaio 2018). Comuni composti oxoacidi. Estratto da: thoughtco.com