Hidratia

O que são hidrace?

O Hidratia, o ácidos binários, são compostos dissolvidos em água composta por hidrogênio e um elemento não -metálico: halogenetos de hidrogênio. Sua fórmula química geral pode ser expressa como HX, onde H é o átomo de hidrogênio e x o elemento não -metálico.

X pode pertencer ao grupo 17, halogênios ou aos elementos do grupo 16 sem incluir oxigênio. Ao contrário do oxoácidos, os hidrácidos não têm oxigênio. Como os hidraceídeos são compostos covalentes ou moleculares, o link H-X deve ser considerado. Isso é de grande importância e define as características de cada hidratia.

Link h-x

Fórmula química geral de uma hidratia. Fonte: Gabriel Bolívar

O que pode ser dito sobre o link H-X? Como pode ser visto na imagem superior, há um produto permanente do momento dipolo das diferentes eletronegatividades entre H e X. Como X geralmente é mais eletronegativo que H, atrai sua nuvem eletrônica e termina com uma carga parcial negativa δ-.

Em vez disso, ao dar parte de sua densidade eletrônica para x, termina com uma carga parcial positiva δ+. Quanto mais negativo δ-, os mais ricos em elétrons serão x e maior a deficiência eletrônica de H. Portanto, dependendo de qual elemento é x, uma hidracência pode ser mais ou menos polar.

A imagem também mostra a estrutura dos hidrácios. H-X é uma molécula linear, que pode interagir com outra por um de seus fins. Quanto mais polar é HX, suas moléculas interagem com maior força ou afinidade. Como resultado, seus pontos de ebulição ou fusão aumentarão.

No entanto, as interações H-X-H-X permanecem fracas o suficiente para causar um hidrace sólido. Portanto, sob condições de pressão e temperatura ambiente são substâncias gasosas; exceto HF, que evapora acima de 20ºC.

Porque? Porque a HF é capaz de formar pontes fortes de hidrogênio. Enquanto outros hidroces, cujos elementos não -metálicos são menos eletronegativos, mal conseguem estar em uma fase líquida abaixo de 0º C. HCl, por exemplo, ferva a -85º C aproximadamente.

São substâncias ácidas hidrocentes? A resposta está na carga parcial positiva Δ+ no átomo de hidrogênio. Se Δ+ for muito grande ou a ligação H-X muito fraca, o HX será um ácido forte, como é o caso de todos os hidracenos de halogênio, uma vez que seus respectivos halogenetos sejam dissolvidos na água.

Características do hidrace

Físico

Soluções transparentes

Visivelmente todos os hidrácios são soluções transparentes, já que o HX é muito solúvel em água. Eles podem ter tons amarelados de acordo com as concentrações de HX dissolvidas.

Eles estão fumando

Isso significa que eles emitem vapores densos, corrosivos e irritantes (alguns deles são até náuseabundos). Isso ocorre porque as moléculas HX são muito voláteis e interagem com o vapor de água ao redor das soluções. Além disso, o HX em suas formas anidro são compostos gasosos.

Eles são condutores de eletricidade

Hidratia são bons condutores de eletricidade. Embora HX sejam espécies gasosas para condições atmosféricas, quando se dissolvem na água, liberam íons (h⁺X^-), que permitem a passagem da corrente elétrica.

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Seus pontos de ebulição são maiores que os de suas formas anidradas

Isto é, HX (AC), que denota a hidratia, ferve a temperaturas mais altas que o HX (G). Por exemplo, cloreto de hidrogênio, HCl (G), ferve a -85º C, mas o ácido hidraclórico, sua hidratia, cerca de 48º C.

Porque? Porque as moléculas gasosas HX são cercadas por água. Entre eles, dois tipos de interações podem ocorrer ao mesmo tempo: HX - H Bridges₂Ou - HX, ou solucionamento de íons, h₃QUALQUER⁺(AC) e X^-(AC). Este fato está diretamente relacionado às características químicas do hidrace.

Produtos químicos

Os hidracidas são soluções muito ácidas, então eles têm prótons ácidos H₃QUALQUER⁺ Disponível para reagir com outras substâncias.

Onde h surge₃QUALQUER⁺? Do átomo de hidrogênio com carga parcial positiva Δ+, que se dissocia na água e acaba incorporando covalentemente em uma molécula de água:

HX (AC) + H₂O (l) x^-(AC) + H₃QUALQUER⁺(AC)

Observe que a equação corresponde a uma reação que estabelece um equilíbrio. Quando a formação de x^-(AC) + H₃QUALQUER⁺(AC) é termodinamicamente muito preferido, o HX liberará seu próton à água; E então isso, com H₃QUALQUER⁺ Como seu novo "portador", você pode reagir com outro composto, mesmo que este não seja uma base forte.

O acima explica as características ácidas do hidrace. Isso acontece para todo o HX dissolvido em água; Mas alguns geram mais soluções ácidas do que outras. A que se deve? Os motivos podem ser muito complicados. Nem todos os HX (AC) favorecem o equilíbrio anterior à direita, isto é, para x^-(AC) + H₃QUALQUER⁺(AC).

Acidez

E a exceção é observada no ácido fluorérico, HF (AC). A flúor é muito eletronegativa, portanto, reduz a distância do link H-X, fortalecendo-o na frente de sua ruptura pela ação da água.

Da mesma forma, o link H-F tem uma sobreposição muito melhor para os rádios atômicos motivos. Por outro lado, os links H-Cl, H-Br ou H-I são mais fracos e tendem a se dissociar completamente na água, a ponto de quebrar com o equilíbrio levantado acima.

Isso ocorre porque os outros halogênios ou calcógenos (enxofre, por exemplo), têm rádios atômicos maiores e, portanto, orbitais mais volumosos. Consequentemente, o link H-X apresenta a sobreposição orbital mais pobre como x é maior, o que, por sua vez, tem uma força ácida quando eles estão em contato com a água.

Dessa maneira, a ordem decrescente de acidez para hidrácidos de halogênio é a seguinte: HF< HCl

Nomenclatura de hidracídeos

Forma anidra

Em suas formas anidro, HX (G), elas devem ser mencionadas como ditadas para halogenetos de hidrogênio: adicionando o sufixo -auroque No final de seus nomes.

Por exemplo, o HI (g) consiste em um halogeneto (ou hidreto) formado por hidrogênio e iodo, portanto seu nome é: yodauroque de hidrogênio. Como geralmente os não -metais são mais eletronegativos que o hidrogênio, ele possui um número de oxidação de +1. Na NAH, por outro lado, o hidrogênio tem um número de oxidação de -1.

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Esta é outra maneira indireta de diferenciar hidratantes moleculares de halogenetos de halogênio ou hidrogênio de outros compostos.

Uma vez que o HX (g) entre o contato com a água é representado como HX (AC) e depois tem a hidratia.

Em solução aquosa

Para nomear a hidratia, HX (AC), o sufixo terá que ser substituído -auroque de suas formas anidradas pelo sufixo -Água. E deve ser mencionado como ácidos primeiro. Assim, para o exemplo anterior, o HI (AC) é nomeado como: yod ácidoÁgua.

Como estão hidrace?

Dissolução direta de halogenetos de hidrogênio

Os hidraceídeos podem ser formados pela simples dissolução de seus halogenetos de hidrogênio correspondentes na água. Isso pode ser representado com a seguinte equação química:

HX (G) => HX (AC)

HX (G) é muito solúvel em água, portanto não há equilíbrio de solubilidade, diferentemente de sua dissociação iônica para liberar prótons ácidos.

No entanto, existe um método sintético que é preferido porque usa como sais ou minerais de matéria -prima, dissolvendo -os em baixas temperaturas com ácidos fortes.

Dissolução de sais não -metal com ácidos

Se o sal de mesa, NaCl, dissolve -se com ácido sulfúrico concentrado, ocorre a seguinte reação:

NaCl (s) +h₂SW₄(AC) => HCl (AC) +Nahso₄(AC)

O ácido sulfúrico doa um de seus prótons ácidos para o cloreto de ânion cl^-, assim transformá -lo em ácido clorídrico. A partir desta mistura, pode escapar do cloreto de hidrogênio, HCl (G), porque é muito volátil, especialmente se sua concentração na água for muito alta. O outro sal produzido é o sulfato de ácido de sódio, nahso₄.

Outra maneira de produzi -lo é substituir o ácido sulfúrico por ácido fosfórico concentrado:

NaCl (s) + h₃Po₄(AC) => HCl (AC) + NAH₂Po₄(AC)

O h₃Po₄ reage da mesma maneira que H₂SW₄, Produção de ácido clorídrico e fosfato de Dease de sódio. O NACL é a fonte do CLANION^-, para que sintetize os outros hidracestos, sais ou minerais que contêm F são necessários^-, Br^-, Yo^-, S^2-, etc.

Mas o uso de H₂SW₄ ou h₃Po₄ Dependerá de sua força oxidativa. O h₂SW₄ É um agente oxidante muito forte, a ponto de oxidar até o BR^- e eu^- para suas formas moleculares BR₂ e eu₂; O primeiro é um líquido avermelhado e o segundo um sólido roxo. Portanto, h₃Po₄ representa a alternativa preferida em tal síntese.

Usos de hidrace

Limpadores e solventes

Os hidracídeos em essência são usados ​​para dissolver diferentes tipos de matéria. Isso ocorre porque são ácidos fortes e, com moderação, podem limpar qualquer superfície.

Seus prótons ácidos são adicionados aos compostos de impurezas ou sujeira, tornando -os solúveis no ambiente aquoso e são arrastados pela água.

De acordo com a natureza química da referida superfície, uma hidratia ou outra pode ser usada. Por exemplo, o ácido fluorhorérico não pode ser usado para limpar o vidro, pois os dissolvam no ato. O ácido clorídrico é usado para remover manchas nas telhas da piscina.

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Eles também são capazes de dissolver rochas ou amostras sólidas e depois usadas para fins analíticos ou de produção em pequenas ou grandes escalas. Na cromatografia de troca iônica, o ácido clorídrico diluído é usado para limpar a coluna de íons restantes.

Catalisadores ácidos

Algumas reações requerem soluções muito ácidas para acelerá -las e reduzir o tempo em que ocorre. É aqui que os hidrácios entram.

Um exemplo disso é o uso de ácido iarhídrico na síntese de ácido acético glacial. A indústria de petróleo também precisa de hidracy em processos de refinaria.

Reagentes para a síntese de compostos orgânicos e inorgânicos

Os hidracídeos não apenas fornecem prótons ácidos, mas também seus respectivos ânions. Esses ânions podem reagir com um composto orgânico ou inorgânico para formar um halogeneto específico.

Dessa forma, fluoretos, cloretos, iodeto.

Esses haluros podem ter aplicações muito diversas. Por exemplo, eles podem ser usados ​​para sintetizar polímeros, como o Teflon; ou intermediários, dos quais os átomos de halogênio serão incorporados às estruturas moleculares de certos medicamentos.

Suponha que a molécula CH₃CH₂Oh, etanol, reage com HCl para formar cloreto de etila:

CH₃CH₂Oh + hcl => ch₃CH₂Cl + H₂QUALQUER

Cada uma dessas reações oculta um mecanismo e muitos aspectos considerados na síntese orgânica.

Exemplos de hidracestas

Não há muitos exemplos disponíveis para hidrácios, pois o número de compostos possíveis é naturalmente limitado. Por esse motivo, alguns hidratos adicionais estão listados abaixo com sua respectiva nomenclatura (a abreviação (AC)) é ignorada:

HF, ácido fluorérico

Hidraceto binário cujas moléculas H-F formam fortes pontes de hidrogênio, a ponto de que na água é um ácido fraco.

H₂S, ácido sulfidrico

Ao contrário dos hidratos considerados até então, é poliiatômico, ou seja, possui mais de dois átomos, no entanto, continua sendo binário, pois são dois elementos: enxofre e hidrogênio.

Suas moléculas angulares H-S-H não formam pontes apreciáveis ​​de hidrogênio e podem ser detectadas por sua podridão característica de ovos podres.

HCl, ácido clorídrico

Um dos ácidos mais conhecidos da cultura popular. Faz parte da composição do suco gástrico, presente no estômago e, juntamente com as enzimas digestivas, eles degradam comida.

HBR, ácido bromidrico

Como ácido iarhídrico, em uma fase gasosa, consiste em moléculas lineares H-BR, que se dissociam nos íons H⁺ (H₃QUALQUER⁺) e br^- Quando eles entram na água.

H₂Chá, ácido telurífrico

Embora o telurio tenha um certo caráter metálico, sua hidracence emite vapores desagradáveis ​​e extremamente venenosos, como o ácido seleenhidrico.

Bem como a outra hidratia dos traços^2-, Então sua valência é -2.

Referências

1. Clark J. (22 de abril de 2017). A acidez dos halogenetos de hidrogênio. Recuperado de: química.Librettexts.org
2. Lúmen: Introdução à química. Ácidos binários. Retirado de: cursos.Lumenarning.com
3. Helmestine, Anne Marie, Ph.D. (22 de junho de 2018). Definição de ácido binário. Recuperado de: pensamento.com
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