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Starke Säuredefinition und Beispiele

Eine starke Säure ist eine Säure. die in einer wässrigen Lösung vollständig dissoziiert oder ionisiert ist . Es ist eine chemische Spezies mit einer hohen Fähigkeit, ein Proton, H +, zu verlieren . In Wasser verliert eine starke Säure ein Proton, das von Wasser eingefangen wird, um das Hydroniumion zu bilden:

HA (aq) + H 2 O → H 3 O + (aq) + A (aq)

Diprotische und polyprotische Säuren können mehr als ein Proton verlieren, aber der pKa-Wert und die Reaktion der „starken Säure“ beziehen sich nur auf den Verlust des ersten Protons.

Starke Säuren haben eine kleine logarithmische Konstante (pKa) und eine große Säuredissoziationskonstante (Ka).

Die meisten starken Säuren sind ätzend, einige der Supersäuren jedoch nicht. Im Gegensatz dazu können einige der schwachen Säuren (z. B. Flusssäure) stark ätzend sein.

Mit zunehmender Säurekonzentration nimmt die Dissoziationsfähigkeit ab. Unter normalen Bedingungen in Wasser dissoziieren starke Säuren vollständig, extrem konzentrierte Lösungen jedoch nicht.

 

Beispiele für starke Säuren

Während es viele schwache Säuren gibt, gibt es nur wenige starke Säuren. Die üblichen starken Säuren umfassen:

  • HCl (Salzsäure)
  • H 2 SO 4 (Schwefelsäure)
  • HNO 3 (Salpetersäure)
  • HBr (Bromwasserstoffsäure)
  • HClO 4 (Perchlorsäure)
  • HI (Iodwasserstoffsäure)
  • p-Toluolsulfonsäure (eine organisch lösliche starke Säure)
  • Methansulfonsäure (eine flüssige organische starke Säure)

Die folgenden Säuren dissoziieren fast vollständig in Wasser, so dass sie oft als starke Säuren angesehen werden, obwohl sie nicht saurer sind als das Hydroniumion H 3 O + :

  • HNO (Salpetersäure)
  • HClO (Chlorsäure)

Einige Chemiker betrachten das Hydroniumion, die Bromsäure, die Periodsäure, die Perbromsäure und die Periodsäure als starke Säuren.

Wenn die Fähigkeit, Protonen zu spenden, als Hauptkriterium für die Säurestärke verwendet wird, wären die starken Säuren (von den stärksten zu den schwächsten):

  • H [SbF 6 ] ( Fluorantimonsäure )
  • FSO 3 HSbF (magische Säure)
  • H (CHB 11 Cl 11 ) (Carboransupersäure)
  • FSO 3 H (Fluorschwefelsäure)
  • CF 3 SO 3 H (Trifluorsäure)

Dies sind die „Supersäuren“, die als Säuren definiert sind, die saurer als 100% Schwefelsäure sind. Die Supersäuren protonieren permanent Wasser.

 

Faktoren, die die Säurestärke bestimmen

Sie fragen sich vielleicht, warum die starken Säuren so gut dissoziieren oder warum bestimmte schwache Säuren nicht vollständig ionisieren. Einige Faktoren spielen eine Rolle:

    • Atomradius. Mit zunehmendem Atomradius steigt auch der Säuregehalt. Zum Beispiel ist HI eine stärkere Säure als HCl (Jod ist ein größeres Atom als Chlor).
    • Elektronegativität. Je elektronegativer eine konjugierte Base im gleichen Zeitraum des Periodensystems ist (A ), desto saurer ist sie.
    • Elektrische Ladung: Je positiver die Ladung eines Atoms ist, desto höher ist sein Säuregehalt. Mit anderen Worten, es ist einfacher, ein Proton von einer neutralen Spezies zu nehmen als von einer mit negativer Ladung.
    • Gleichgewicht: Wenn eine Säure dissoziiert, wird das Gleichgewicht mit ihrer konjugierten Base erreicht. Bei starken Säuren begünstigt das Gleichgewicht das Produkt stark oder steht rechts von einer chemischen Gleichung. Die konjugierte Base einer starken Säure ist viel schwächer als Wasser als Base.
    • Lösungsmittel: In den meisten Anwendungen werden starke Säuren in Bezug auf Wasser als Lösungsmittel diskutiert. Säure und Basizität haben jedoch in nichtwässrigem Lösungsmittel eine Bedeutung. Beispielsweise ionisiert Essigsäure in flüssigem Ammoniak vollständig und kann als starke Säure angesehen werden, obwohl es sich um eine schwache Säure in Wasser handelt.

 

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