Definice a příklady silné kyseliny

Silný kyselina je ten, který je úplně disociovaný nebo ionizované v vodný roztok. Je to chemický druh s vysokou schopností ztratit proton, H⁺. Ve vodě silná kyselina ztratí jeden proton, který je zachycen vodou za vzniku iontu hydronia:

HA (aq) + H₂O → H₃Ó⁺(aq) + A⁻(aq)

Diprotické a polyprotické kyseliny mohou ztratit více než jeden proton, ale hodnota pKa "silné kyseliny" a reakce se vztahují pouze ke ztrátě prvního protonu.

Silné kyseliny mají malou logaritmickou konstantu (pKa) a velkou kyselinovou disociační konstantu (Ka).

Většina silných kyselin je žíravých, ale některé ze superkyselin nejsou. Naproti tomu některé z slabé kyseliny (např. kyselina fluorovodíková) může být vysoce korozivní.

Se zvyšující se koncentrací kyseliny se snižuje schopnost disociovat. Za normálních podmínek se ve vodě silné kyseliny zcela disociují, ale extrémně koncentrované roztoky ne.

I když existuje mnoho slabých kyselin, existuje jen málo silných kyselin. běžné silné kyseliny zahrnout:

• HCI (kyselina chlorovodíková)
• H₂TAK₄ (kyselina sírová)
• HNO₃ (kyselina dusičná)
• HBr (kyselina bromovodíková)
• HClO₄ (kyselina chloristá)
• HI (kyselina jodovodíková)
• kyselina p-toluensulfonová (organicky rozpustná silná kyselina)
• kyselina methansulfonová (kapalná organická silná kyselina)

Následující kyseliny se ve vodě téměř úplně disociují, takže jsou často považovány za silné kyseliny, i když nejsou kyselejší než hydroniový ion, H₃Ó⁺:

• HNO₃ (kyselina dusičná)
• HClO₃ (kyselina chlorovodíková)

Někteří chemici považují ionty hydronia, kyselinu bromovodíkovou, kyselinu jodistou, kyselinu perbromovou a kyselinu jodistou za silné kyseliny.

Pokud je schopnost darovat protony použita jako primární kritérium pro sílu kyseliny, pak by silné kyseliny (od nejsilnějších po nejslabší) byly:

• H [SbF₆] (kyselina fluoroantimonová)
• FSO₃HSbF₅ (kyselina magická)
• H (CHB₁₁Cl₁₁) (karboranová superkyselina)
• FSO₃H (kyselina fluorovodíková)
• CF₃TAK₃H (kyselina triflová)

Jedná se o „superkyseliny“, které jsou definovány jako kyseliny, které jsou kyselejší než 100% kyselina sírová. Superkyseliny trvale protonují vodu.

Možná se divíte, proč se silné kyseliny tak dobře disociují nebo proč některé slabé kyseliny úplně neionizují. Do hry vstupuje několik faktorů:

• Atomový poloměr: Jak se atomový poloměr zvyšuje, zvyšuje se také kyselost. Například, HI je silnější kyselina než HC1 (jód je větší atom než chlor).
• Elektronegativita: Více elektronegativní konjugovaná báze ve stejném období periodické tabulky je (A^-), čím je kyselejší.
• Elektrický náboj: Čím pozitivnější je náboj na atomu, tím vyšší je jeho kyselost. Jinými slovy, je snazší odebrat proton z neutrálního druhu než z toho, který má negativní náboj.
• Rovnováha: Když se kyselina disociuje, dosáhne se rovnováhy pomocí konjugované báze. V případě silných kyselin rovnováha silně zvýhodňuje produkt nebo je napravo od chemické rovnice. Konjugovaná báze silné kyseliny je mnohem slabší než voda jako báze.
• Rozpouštědlo: Ve většině aplikací jsou diskutovány silné kyseliny ve vztahu k vodě jako rozpouštědle. Kyslost a zásaditost však mají význam v nevodném rozpouštědle. Například v kapalném amoniaku kyselina octová úplně ionizuje a může být považována za silnou kyselinu, i když je ve vodě slabou kyselinou.