ZWAKKE ZUREN: DISSOCIATIE, EIGENSCHAPPEN, VOORBEELDEN - CHEMIE - 2026

De zwakke zuren dissociëren slechts gedeeltelijk in water. Na hun dissociatie bereikt de oplossing waarin ze worden gevonden een evenwicht en wordt het zuur en de geconjugeerde base gelijktijdig aanwezig. Zuren zijn moleculen of ionen die een hydroniumion (H ⁺ ) kunnen afstaan of een covalente binding kunnen vormen met een paar elektronen.

Deze kunnen op hun beurt worden ingedeeld naar hun sterkte: sterke zuren en zwakke zuren. Wanneer we het hebben over de sterkte van een zuur, is dit de eigenschap die de mate van ionisatie van deze soorten meet; dat wil zeggen het vermogen of de neiging van een zuur om een ​​proton te verliezen.

Soortingsgrafiek voor een zwak zuur dat HA + H2O ↔ A- + H3O + dissocieert

Een sterk zuur is er een die volledig dissocieert in aanwezigheid van water; dat is, zal één mol sterk zuur opgelost in water resulteren in de scheiding van één mol H ⁺ en één mol geconjugeerde base A ^- .

Wat zijn zwakke zuren?

Zwakke zuren, zoals hierboven vermeld, zijn die welke gedeeltelijk dissociëren in water. De meeste zuren zijn zwakke zuren en worden gekenmerkt doordat slechts enkele waterstofatomen vrijkomen in de oplossing waar ze worden aangetroffen.

Wanneer een zwak zuur dissocieert (of ioniseert), treedt het fenomeen van chemisch evenwicht op. Dit fenomeen is de toestand waarin beide soorten (dat wil zeggen reactanten en producten) aanwezig zijn in concentraties die niet in de tijd variëren.

Deze toestand treedt op wanneer de snelheid van de voorwaartse reactie gelijk is aan de snelheid van de omgekeerde reactie. Daarom nemen deze concentraties niet toe of af.

De "zwakke" classificatie in een zwak zuur is onafhankelijk van zijn dissociatiecapaciteit; een zuur wordt als zwak beschouwd als minder dan 100% van zijn molecuul of ion onvolledig dissocieert in een waterige oplossing. Daarom is er ook een mate van dissociatie tussen zwakke zuren zelf, de zuurdissociatieconstante Ka genoemd.

Hoe sterker een zuur, hoe hoger de Ka-waarde. Het sterkste zwakke zuur is het hydroniumion (H ₃ O ⁺ ), dat wordt beschouwd als de grens tussen zwakke zuren en sterke zuren.

Dissociatie van zwakke zuren

Zwakke zuren ioniseren onvolledig; dat wil zeggen, als dit zwakke zuur in een algemene oplossingsformule wordt voorgesteld als HA, dan zou een aanzienlijke hoeveelheid niet-gedissocieerd HA aanwezig zijn in de gevormde waterige oplossing.

Zwakke zuren volgen het volgende patroon bij het dissociëren, waarbij H ⁺ in dit geval het hydroniumion is en A ^- de geconjugeerde base van het zuur vertegenwoordigt.

De sterkte van een zwak zuur wordt weergegeven als een evenwichtsconstante of als een dissociatiepercentage. Zoals eerder vermeld, is de uitdrukking Ka de dissociatieconstante van een zuur, en dit houdt op de volgende manier verband met de concentraties van reactanten en producten in evenwicht:

Ka = /

Hoe hoger de Ka-waarde, hoe meer de H ⁺ -vorming wordt bevorderd en hoe lager de pH van de oplossing. De Ka van zwakke zuren varieert tussen de waarden van 1,8 x ^10-16 tot 55,5. Die zuren met een Ka kleiner dan 1,8 × ^10-16 hebben minder zuursterkte dan water.

De andere methode die wordt gebruikt om de sterkte van een zuur te meten, is het bestuderen van het dissociatiepercentage (α), dat varieert van 0% <α <100%. Is gedefinieerd als:

α = / +

In tegenstelling tot Ka is α geen constante en zal het afhangen van de waarde van. In het algemeen zal de waarde van α toenemen naarmate de waarde van. In die zin worden zuren sterker afhankelijk van hun verdunningsgraad.

Eigendommen

Er zijn een aantal eigenschappen die de sterkte van een zuur bepalen en het meer of minder sterk maken. Tot deze eigenschappen behoren polariteit en inductief effect, atomaire straal en bindingssterkte.

Polariteit en inductief effect

Polariteit verwijst naar de verdeling van elektronen in een binding, het gebied tussen twee atoomkernen waar een paar kiezers delen.

Hoe meer de elektronegativiteit tussen twee soorten vergelijkbaar is, hoe gelijkwaardiger het delen van elektronen; maar hoe meer de elektronegativiteit verschilt, hoe meer tijd de elektronen in het ene molecuul zullen doorbrengen dan in het andere.

Waterstof is een elektropositief element, en hoe hoger de elektronegativiteit van het element waaraan het bindt, hoe hoger de zuurgraad van de gevormde verbinding. Om deze reden zal een zuur sterker zijn als het voorkomt tussen de waterstofbinding en een meer elektronegatief element.

Bovendien betekent het inductieve effect dat de waterstof niet direct aan het elektronegatieve element hoeft te worden gehecht om de zuurgraad van de verbinding te verhogen. Hierdoor zijn sommige isomeren van stoffen zuurder dan andere, afhankelijk van de configuratie van hun atomen in het molecuul.

Atoomradius en bindingssterkte

De sterkte van de binding die waterstof bindt aan het atoom dat het zuur regelt, is een andere belangrijke factor bij het bepalen van de zuurgraad van een molecuul. Dit is op zijn beurt weer afhankelijk van de grootte van de atomen die de binding delen.

Voor een zuur dat HA wordt genoemd: hoe meer je de grootte van zijn A-atoom vergroot, hoe sterker de binding zal afnemen, dus deze binding zal gemakkelijker te verbreken zijn; dit maakt het molecuul zuurder.

Atomen met hogere atoomstralen zullen dankzij dit detail aan zuurgraad profiteren, omdat hun binding met waterstof minder sterk zal zijn.

Voorbeelden van zwakke zuren

Er is een groot aantal zwakke zuren (vooral zuren). Deze omvatten:

- Zwavelig zuur (H ₂ SO ₃ ).

- Fosforzuur (H ₃ PO ₄ ).

- Salpeterig zuur (HNO ₂ ).

- Fluorwaterstofzuur (HF).

- Azijnzuur (CH ₃ COOH).

- Koolzuur (H ₂ CO ₃ ).

- Benzoëzuur (C ₆ H ₅ COOH).

Referenties

1. Zwak zuur. (sf). Opgehaald van en.wikipedia.org
2. Essentiële biochemie. (sf). Opgehaald van wiley.com
3. CliffNotes. (sf). Opgehaald van cliffsnotes.com
4. Wetenschap, F. o. (sf). Universiteit van Waterloo. Opgehaald van science.uwaterloo.ca
5. Anne Marie Helmenstine, P. (zd). ThoughtCo. Opgehaald van thoughtco.com