EIN Oxacid u Oxosäure ist eine ternäre Säure, die aus Wasserstoff, Sauerstoff und einem nichtmetallischen Element besteht, das das sogenannte Zentralatom bildet. Abhängig von der Anzahl der Sauerstoffatome und folglich den Oxidationsstufen des nichtmetallischen Elements können verschiedene Oxacide gebildet werden.
Diese Substanzen sind rein anorganisch; Kohlenstoff kann jedoch eine der bekanntesten Oxidsäuren bilden: Kohlensäure, H.zweiCO3. Wie seine chemische Formel allein zeigt, hat es drei Atome von O, eines von C und zwei von H..
Die zwei H-Atome von H.zweiCO3 werden als H an das Medium abgegeben+, das erklärt seine sauren Eigenschaften. Durch Erhitzen einer wässrigen Kohlensäurelösung wird ein Gas abgegeben.
Dieses Gas ist Kohlendioxid, COzwei, ein anorganisches Molekül, das aus der Verbrennung von Kohlenwasserstoffen und der Zellatmung stammt. Wenn CO zurückgegeben wirdzwei zum Wasserbehälter, der H.zweiCO3 es würde wieder gebildet werden; Daher entsteht Oxosäure, wenn eine bestimmte Substanz mit Wasser reagiert.
Diese Reaktion wird nicht nur für CO beobachtetzwei, aber für andere anorganische kovalente Moleküle, die als Säureoxide bezeichnet werden.
Oxacide haben eine Vielzahl von Anwendungen, die im Allgemeinen schwer zu beschreiben sind. Seine Anwendung hängt stark vom Zentralatom und der Anzahl der Sauerstoffatome ab.
Sie können von Verbindungen zur Synthese von Materialien, Düngemitteln und Sprengstoffen bis hin zu Analysezwecken oder zur Herstellung von Erfrischungsgetränken verwendet werden. wie bei Kohlensäure und Phosphorsäure, H.3PO4, Bestandteil der Zusammensetzung dieser Getränke.
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Eine generische H.E.O-Formel für Oxacide ist im obigen Bild gezeigt. Wie zu sehen ist, hat es Wasserstoff (H), Sauerstoff (O) und ein Zentralatom (E); was im Fall von Kohlensäure Kohlenstoff ist, C..
Der Wasserstoff in Oxaciden ist normalerweise an ein Sauerstoffatom und nicht an das Zentralatom gebunden. Phosphorsäure, H.3PO3, stellt einen besonderen Fall dar, in dem einer der Wasserstoffatome an das Phosphoratom gebunden ist; daher wird seine Strukturformel am besten als (OH) dargestelltzweiOPH.
Während für salpetrige Säure, HNOzwei, hat ein H-O-N = O-Grundgerüst, also eine Hydroxylgruppe (OH), die dissoziiert, um Wasserstoff freizusetzen.
Eines der Hauptmerkmale einer Oxacid ist also nicht nur, dass sie Sauerstoff enthält, sondern auch, dass sie eine OH-Gruppe aufweist.
Andererseits haben einige Oxacide eine sogenannte Oxogruppe, E = O. Im Fall von Phosphorsäure hat es eine Oxogruppe, P = O. Ihnen fehlen H-Atome, daher sind sie "nicht verantwortlich" für den Säuregehalt.
Das Zentralatom (E) kann abhängig von seiner Position im p-Block des Periodensystems ein elektronegatives Element sein oder nicht. Andererseits zieht Sauerstoff, ein Element, das etwas elektronegativer als Stickstoff ist, Elektronen aus der OH-Bindung an; Dies ermöglicht die Freisetzung des H-Ions+.
E ist daher an OH-Gruppen gebunden. Wenn ein H-Ion freigesetzt wird+ Säureionisation tritt auf; das heißt, es erhält eine elektrische Ladung, die in seinem Fall negativ ist. Eine Oxacid kann so viele H-Ionen freisetzen+ als OH-Gruppen hat es in seiner Struktur; und je mehr es gibt, desto größer ist die negative Ladung.
Polyprotische Schwefelsäure hat die Summenformel H.zweiSW4. Diese Formel kann auch wie folgt geschrieben werden: (OH)zweiSWzwei, um zu betonen, dass Schwefelsäure zwei Hydroxylgruppen aufweist, die an Schwefel, sein Zentralatom, gebunden sind.
Die Reaktionen seiner Ionisation sind:
H.zweiSW4 => H.+ + HSO4-
Dann wird das zweite H freigegeben+ der verbleibenden OH-Gruppe langsamer, bis ein Gleichgewicht hergestellt werden kann:
HSO4- <=> H.+ + SW4zwei-
Die zweite Dissoziation ist schwieriger als die erste, da eine positive Ladung (H.+) einer doppelt negativen Ladung (SO4zwei-).
Die Stärke fast aller Oxacide mit demselben Zentralatom (nicht Metall) nimmt mit zunehmender Oxidationsstufe des Zentralelements zu; was wiederum in direktem Zusammenhang mit der Zunahme der Anzahl der Sauerstoffatome steht.
Zum Beispiel werden drei Reihen von Oxaciden gezeigt, deren Säurekräfte vom kleinsten zum größten geordnet sind:
H.zweiSW3 < HzweiSW4
HNOzwei < HNO3
HClO < HClOzwei < HClO3 < HClO4
Bei den meisten Oxaciden, die unterschiedliche Elemente mit derselben Oxidationsstufe aufweisen, aber zur gleichen Gruppe im Periodensystem gehören, steigt die Säurestärke direkt mit der Elektronegativität des Zentralatoms an:
H.zweiSeO3 < HzweiSW3
H.3PO4 < HNO3
HBrO4 < HClO4
Wie eingangs erwähnt, entstehen Oxacide, wenn bestimmte Substanzen, sogenannte Säureoxide, mit Wasser reagieren. Dies wird anhand des gleichen Beispiels für Kohlensäure erläutert.
COzwei + H.zweiODER <=> H.zweiCO3
Säureoxid + Wasser => Oxacid
Was passiert ist, dass das H-MolekülzweiOder ist kovalent an das von CO gebundenzwei. Wenn das Wasser durch Wärme entfernt wird, verschiebt sich das Gleichgewicht zur Regeneration von COzwei;; Das heißt, ein heißes Soda verliert früher sein sprudelndes Gefühl als ein kaltes.
Andererseits entstehen saure Oxide, wenn ein nichtmetallisches Element mit Wasser reagiert; genauer gesagt, wenn das reagierende Element ein kovalentes Oxid bildet, dessen Auflösung in Wasser H-Ionen erzeugt+.
Es wurde bereits gesagt, dass H-Ionen+ sind das Produkt der Ionisation der resultierenden Oxacid.
Chloroxid, ClzweiODER5, reagiert mit Wasser zu Chlorsäure:
ClzweiODER5 + H.zweiO => HClO3
Schwefeloxid, SO3, reagiert mit Wasser unter Bildung von Schwefelsäure:
SW3 + H.zweiO => H.zweiSW4
Und periodischer Rost, ichzweiODER7, reagiert mit Wasser unter Bildung von periodischer Säure:
ichzweiODER7 + H.zweiO => HIO4
Neben diesen klassischen Mechanismen zur Bildung von Oxaciden gibt es andere Reaktionen mit dem gleichen Zweck.
Zum Beispiel Phosphortrichlorid, PCl3, reagiert mit Wasser unter Bildung von Phosphorsäure, einer Oxacid, und Salzsäure, einer Salzsäure.
PCl3 + 3HzweiO => H.3PO3 + HCl
Und Phosphorpentachlorid, PCl5, reagiert mit Wasser zu Phosphorsäure und Salzsäure.
PCl5 + 4 hzweiO => H.3PO4 + HCl
Einige Übergangsmetalle bilden saure Oxide, dh sie lösen sich in Wasser zu Oxaciden.
Mangan (VII) oxid (permangan wasserfrei) MnzweiODER7 und Chrom (VI) oxid sind die häufigsten Beispiele.
MnzweiODER7 + H.zweiO => HMnO4 (Permangansäure)
CrO3 + H.zweiO => H.zweiCrO4 (Chromsäure)
Um eine Oxacid richtig zu benennen, muss zunächst die Valenz- oder Oxidationszahl des Zentralatoms E bestimmt werden. Ausgehend von der generischen Formel HEO wird Folgendes berücksichtigt:
-Das O hat eine Wertigkeit von -2
-Die Wertigkeit des H beträgt +1
In diesem Sinne ist das Oxacid HEO neutral, daher muss die Summe der Ladungen der Valenzen gleich Null sein. Wir haben also die folgende algebraische Summe:
-2 + 1 + E = 0
E = 1
Daher beträgt die Wertigkeit von E +1.
Dann muss man auf die möglichen Valenzen zurückgreifen, die E. haben kann. Wenn die Werte +1, +3 und +4 zu seinen Valenzen gehören, "arbeitet" E mit seiner niedrigsten Valenz.
Um HEO zu benennen, nennen Sie es zunächst sauer, gefolgt vom Namen E mit den Suffixen -ico, wenn es mit der höchsten Wertigkeit arbeitet, oder -oso, wenn es mit der niedrigsten Wertigkeit arbeitet. Wenn drei oder mehr vorhanden sind, beziehen sich die Präfixe hypo- und per- auf die kleinsten und größten Valenzen.
Somit würde HEO heißen:
Acid Schluckauf(E's Name)Bär
Da +1 die kleinste ihrer drei Valenzen ist. Und wenn es HEO wärezwei, dann hätte E eine Wertigkeit von +3 und würde heißen:
Säure (E-Name)Bär
Und ebenso für HEO3, mit E mit der Valenz +5 arbeiten:
Säure (E-Name)ico
Eine Reihe von Oxaciden mit ihren jeweiligen Nomenklaturen wird nachstehend erwähnt..
Halogene greifen ein, indem sie Oxacide mit den Valenzen +1, +3, +5 und +7 bilden. Chlor, Brom und Jod können 4 Arten von Oxaciden bilden, die diesen Valenzen entsprechen. Die einzige Oxacid, die erfolgreich aus Fluor hergestellt wurde, ist Hypofluorsäure (HOF), die instabil ist..
Wenn eine Oxacid der Gruppe die Valenz +1 verwendet, wird sie wie folgt benannt: Hypochlorsäure (HClO); hypobrome Säure (HBrO); Hypoiodinsäure (HIO); Hypofluorsäure (HOF).
Mit der Valenz +3 wird kein Präfix verwendet und nur das Suffix Bär wird verwendet. Chlorsäuren (HClOzwei), bromös (HBrOzwei) und Jod (HIOzwei).
Bei der Valenz +5 wird kein Präfix verwendet und nur das Suffix ico. Chlorsäuren (HClO3), Brom (HBrO3) und Jod (HIO3).
Wenn sie dagegen mit der Valenz +7 arbeiten, werden das Präfix per und das Suffix ico verwendet. Perchlorsäuren (HClO4), perbromisch (HBrO4) und periodisch (HIO4).
Die Nichtmetallelemente dieser Gruppe haben die häufigsten Valenzen -2, +2, +4 und +6 und bilden bei den bekanntesten Reaktionen drei Oxacide.
Bei der Valenz +2 werden das Präfix hiccup und das Suffix bear verwendet. Hyposchwefelsäuren (H.zweiSWzwei), hyposelenisch (H.zweiSeOzwei) und hypotel (H.zweiTeOzwei).
Mit der Valenz +4 wird kein Präfix verwendet und das Suffix Bär wird verwendet. Schwefelsäuren (H.zweiSW3), selenious (H.zweiSeO3) und Tellur (H.zweiTeO3).
Und wenn sie mit der Valenz + 6 arbeiten, wird kein Präfix verwendet und das Suffix ico wird verwendet. Schwefelsäuren (H.zweiSW4), Selensäure (H.zweiSeO4) und Tellur (H.zweiTeO4).
Bor hat eine Wertigkeit von +3. Sie haben metabolische Säuren (HBOzwei), pyroborisch (H.4B.zweiODER5) und orthoborisch (H.3BO3). Der Unterschied besteht in der Anzahl der Wasser, die mit Boroxid reagieren.
Kohlenstoff hat Valenzen +2 und +4. Beispiele: mit Valenz +2 kohlenstoffhaltige Säure (H.zweiCOzwei) und mit Valenz +4 Kohlensäure (H.zweiCO3).
Chrom hat Valenzen +2, +4 und +6. Beispiele: mit Valenz 2 Hypochromsäure (H.zweiCrOzwei); mit Valenz 4 Chromsäure (H.zweiCrO3); und mit Valenz 6 Chromsäure (H.zweiCrO4).
Silizium hat Valenzen -4, +2 und +4. Es hat die Metasilinsäure (H.zweiJa3) und Pyrosilinsäure (H.4Ja4). Es ist zu beachten, dass in beiden Fällen das Si eine Wertigkeit von +4 hat, der Unterschied jedoch in der Anzahl der Wassermoleküle liegt, die mit seinem Säureoxid reagiert haben.
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