חומצות: מאפיינים, מאפיינים, מינוח

חומצות הם חומרים ש ליינן במדיום מימי והם טובים מנצחים כּוֹחַ. ניתן למדוד את חומציות החומר באמצעות טכניקות למדידת הפוטנציאל היוני של מימן (pH) של פיתרון. בחלק מהשיטות האנליטיות של pH משתמשים באינדיקטורים כגון לקמוס או פנולפטלין, המשקפים את ערך ה- pH של התמיסה בצבע.

ניתן לאפיין חומצות:

• על ידי הימצאות חמצן במולקולה שלו או לא;

• בכוח;

• על ידי מימנים מיוננים;

• על ידי התנודתיות שלו.

קרא גם:השוואה בין חומצות לבסיסים - הבדלים ותכונות

מאפייני חומצות

• הם מייננים במדיום מימי, ומשחררים את הקטיון H⁺.

• הם מוליכים חשמל בגלל שחרורו של יונים במדיום מימי.

• במגע עם סביבה בסיסית, הם סובלים תגובת ניטרול, ויוצרים מלח ומים כתוצרי תגובה זו.

• הם משנים את צבע התמיסה בנוכחות חומר אינדיקטור כגון לקמוס או פנולפטלין.

• הטעם החמצמץ של לימון, תפוז, בין יתר פירות הדר, נובע מהחומצה הקיימת במזונות אלה.

פוטנציאל מימן (pH)

פוטנציאל יון המימן (pH) הוא חישוב המבטא את ריכוז יונים של מֵימָן בפלוני פִּתָרוֹן. כדי לקבוע את ה- pH ולנתח את המדיום, הדברים נלקחים בחשבון:

• חוק הדילול של אוסטוולד (ככל שדלול יותר, כך יווצרו יותר יונים בתמיסה);

• אוטומציה של מים (Kw), שהיא הפירוק הטבעי של מולקולת H₂O ב- H יונים⁺ ואה^-;

• במים מזוקקים בטמפרטורה של 25 מעלות צלזיוס יש אוטומציה Kw = 10^-14 ואותו ריכוז של יוני H⁺ ואה^-כלומר מדובר במדיום ניטרלי.

לחישוב pH הכרוך בריכוז H⁺_, להשתמש: pH = -לוג [H⁺].
יודע ש:

• pH> 7 → פתרון בסיסי

• pH <7 → תמיסה חומצית

• pH = 7 או pH = pOH → תמיסה ניטרלית

ראה גם: מהן נוסחאות החומצה?

ניתוח ה- pH נעשה בעזרת מד-מד ומחוון.

סיווג חומצות

ה סיווג חומצה ניתן לעשות זאת תוך התחשבות בארבעה קריטריונים שונים.

• דרגת יינון (α) או חוזק חומצה

α = מספר מולקולות מיוננות
מספר המולקולות המומסות

• חומצות חזקות: α ≥ 50%.
  דוגמא: áחוּמצָה גוֹפרָתִי (ח₂רק₄) → α = 61%.

• חומצות חצי חזקות או בינוניות: 5% < α < 50%.
  דוגמא: חומצה זרחתית (H₃אָבָק₄) → α = 27%.

• חומצות חלשות: α ≤ 5%.
  דוגמא: חומצת בור (H₃BO₃) → α = 0,075%.

→ מספר המימן המיונן

• חד-חומצה: משחרר קטיון H⁺.

• דוגמא: áחוּמצָה הידרוכלור (HCL);

• סוכרת: משחרר שני קטיונים H⁺.
  דוגמא: מימן גופרתי (H₂S).

• טריאציד: משחרר שלושה קטיונים H⁺.
  דוגמא: חומצת בור (H₃BO₃).

• טטרציד: משחרר ארבעה H קטיונים⁺.
  דוגמא: חומצה פירופוספורית (H₄פ₂או₇).

תשומת הלב! במקרה של מימנים נוזליים, כל המימנים במולקולה ניתנים למינון; אך במקרה של חומצות אוקסי, רק מימנים שקשורים לאטום חמצן ניתנים למינון. דוגמה לכך היא חומצה היפופוספורית (H₃אָבָק₂), שהיא חד-חומצה מכיוון שלמרות שיש בה שלושה מימנים, היא משחררת רק את המימן הקשור חַמצָן.

→ נוכחות חמצן

• חומצות שומן: יש חמצן במבנה שלהם.

דוגמא: חומצה היפוכלורית (HO Cl).

• הידרצידים: אין חמצן במבנה שלהם.
  דוגמא: חומצה הידרופלואורית (HF).

→ תנודתיות

• תוקן: נקודת רתיחה(כף רגל) > 100 מעלות צלזיוס, משתנה אט אט למצב גזי.
  דוגמא: חומצה גופרתית (H₂רק₄) → PE = 340 מעלות צלזיוס.

• נדיפים: נקודת רתיחה <100 מעלות צלזיוס, משתנה במהירות ובקלות למצב גזי.
  דוגמא: מימן גופרתי (H₂S) → PE = -59.6 ° C.

מינוח חומצה

→ הידרצידים

חומצה + שם אניון + הידריק

עבור כל החומצות, המונח "חומצה" משמש לפני המינוח המאפיין את המולקולה. ב hydracids, הסיומת "eto" של שם היסוד מוחלפת ב "hydric".

דוגמאות:

• HCl → חוּמצָה כְּלוֹרהידריק

• HBr → חוּמצָה ברוםהידריק

• HF → חוּמצָה פלוּאוֹרהידריק

→ חומצות שומן

המינוח של חומצות חמצן משתנה בהתאם מספר חמצון (NOX) של האלמנט המרכזי. ראה את הטבלה למטה:

NOX של אלמנט מרכזי	מינוח חומצה
קידומת-	-תקן-	-סִיוֹמֶת
+1 ו- +2	היפופוטם-	-שם אניון-	-אוסו
+3 ו- +4	--	שם אניון-	-אוסו
+5 ו- +6	--	שם אניון-	-ic
+7	לְכָל	-שם אניון-	-ic

דוגמאות:

• HClO → בידיעה שלמימן (H) יש בדרך כלל NOX +1 וחמצן (O) יש NOX -2, כדי שתהיה לנו מולקולת מטען 0, כלור (Cl) חייב להיות NOX +1, ולכן המינוח של חומצה זו הוא חומצה היפוכלורית.

• HNO₂ → חומצה חנקתית

• HClO₄ →áחוּמצָהפרוכלור

→ חריגים מהכלל

• H2CO3 → חומצה פחמנית, ולא פחמתי, כפי שהיה תחת כלל NOX.

• ה₃BO₃ → áחוּמצָה שֶׁל בּוֹר, ולא משעמם.

חומצות בחיי היומיום

• דשנים ותרופות: חומצה זרחנית (H₃אָבָק₄) נמצא בשימוש נרחב בייצור דשנים וגם כתרופה. זוהי אחת מכמה חומצות המשמשות בתחום התרופות.

• פירות הדר: יש חומצה אסקורבית (ג₆ה₈או₆), מוכר גם בשם ויטמין סי.

• חומץ: יש בהרכב שלה חומצה אצטית (CH₃COOH).

• מים מוגזים ומשקאות קלים: מורכב מחומצה פחמנית (H₂שיתוף₃), המעניק למוצר תחושה מרעננת.

גישה גם:תפקיד החומצות במשקאות קלים

למשקאות קלים יש אופי חומצי בשל החומצה הפחמנית בניסוחם.

תרגילים נפתרו

שאלה 1 - (אויב) המיץ המופק מכרוב אדום יכול לשמש כמדד לאופי החומצה (pH בין 0 ל -7) או בסיסי (pH בין 7 ל -14) של פתרונות שונים. על ידי ערבוב מעט מיץ כרוב והתמיסה, התערובת מתחילה להראות צבעים שונים, על פי אופייה החומצי או הבסיסי, על פי הסולם להלן.

כמה פתרונות נבדקו באמצעות אינדיקטור זה והניבו את התוצאות הבאות:

על פי תוצאות אלה, לפתרונות I, II, III ו- IV יש, בהתאמה, את האופי הבא:

א) חומצי / בסיסי / בסיסי / חומצי.
ב) חומצה / בסיסית / חומצה / בסיסית.
ג) בסיסי / חומצי / בסיסי / חומצי.
ד) חומצה / חומצה / בסיסית / בסיסית.
ה) בסיסי / בסיסי / חומצה / חומצה.

פתרון הבעיה

חלופה E. כדי לקבוע אם לחומר יש אופי חומצי, בסיסי או אפילו ניטרלי, מתבצע ניתוח הצבעים שהתקבלו במבחן ביחס לנתוני הסולם הנתון. בידיעה שפתרונות עם pH = 7 הם ניטרליים, pH> 7 הם בסיסיים ועם pH <7 הם חומציים, אנו מגיעים ל מסקנה כי אמוניה וחלב של מגנזיה הם חומרים בסיסיים, וחומץ וחלב פרה הם חומצות.

שאלה 2 - (PUC-Camp) לגבי החומרים הנקראים חומצות, סטודנט ציין את המאפיינים הבאים:

יש לי כוח מאכל;

II - מסוגלים לנטרל בסיסים;

III - מורכבים משני יסודות כימיים;

IV - יוצרים פתרונות מימיים המוליכים זרם חשמלי.

הוא עשה טעויות רק ב

א) I ו- II

ב) I ו- III

ג) אני ו- IV

ד) II ו- III

ה) III ו- IV
פתרון הבעיה

חלופה B. לא כל החומצות מאכלות, רק החזקות ביותר, והחומצות יכולות להיות מורכבות משניים אטומים או יותר.

מאת ליסה ברנרדס
מורה לכימיה