Vahvat ja heikot hapot on tärkeää tuntea sekä kemialuokassa että laboratoriossa käytettäväksi. Vahvoja happoja on hyvin vähän, joten yksi helpoimmista tavoista erottaa vahvat ja heikot hapot toisistaan on muistaa lyhyen luettelon vahvat hapot. Kaikkia muita happoja pidetään heikkona hapoina.
Avainsanat
- Vahvat hapot dissosioituvat täysin ioneihinsa vedessä, kun taas heikot hapot dissosioituvat vain osittain.
- Vahvoja happoja on vain muutama (7), joten monet ihmiset haluavat muistaa ne. Kaikki muut hapot ovat heikkoja.
- Vahvat hapot ovat kloorivetyhappo, typpihappo, rikkihappo, bromivetyhappo, suolahappo, perkloorihappo ja kloorihappo.
- Ainoa vety ja halogeenin välisessä reaktiossa muodostuva heikko happo on fluorivetyhappo (HF). Vaikka teknisesti heikko happo, fluorivetyhappo on erittäin voimakas ja erittäin syövyttävä.
Vahvat hapot
Vahvat hapot erota täysin heidän ionit vedessä, jolloin saadaan yksi tai useampi protoni (vety kationit) molekyyliä kohti. Siellä on vain 7 yleistä vahvaa happoa.
- HCl - suolahappo
- HNO3 - typpihappo
- H2NIIN4 - rikkihappo (HSO4- on heikko happo)
- HBr - bromivetyhappo
- HI - hydrojodihappo
- HClO4 - perkloorihappo
- HClO3 - kloorihappo
Esimerkkejä ionisaatioreaktioista ovat:
HCI → H+ + Cl-
HNO3 → H+ + EI3-
H2NIIN4 → 2H+ + SO42-
Huomaa positiivisesti varautuneiden vetyionien tuotto ja myös reaktio-nuoli, joka osoittaa vain oikealle. Kaikki reagenssi (happo) ionisoituu tuotteeksi.
Heikot hapot
Heikot hapot eivät hajoa täysin niiden ioneiksi vedessä. Esimerkiksi HF dissosioituu H: ksi+ ja F- ioneja vedessä, mutta osa HF: stä jää liuokseen, joten se ei ole vahva happo. Heikkoja happoja on paljon enemmän kuin vahvoja happoja. Useimmat orgaaniset hapot ovat heikkoja happoja. Tässä on osittainen luettelo, joka on järjestetty vahvimmasta heikoimpaan.
- HO2C2O2H - oksaalihappo
- H2NIIN3 - rikkihappo
- HSO4- - vetysulfaatti-ioni
- H3PO4 - fosforihappo
- HNO2 - typpihappo
- HF - fluorivetyhappoa
- HCO2H - metaanihappo
- C6H5COOH - bentsoehappo
- CH3COOH - etikkahappo
- HCOOH - muurahaishappo
Heikot hapot ionisoituvat epätäydellisesti. Esimerkkireaktio on etaanihapon dissosiaatio vedessä hydroksoniumkationien ja etanoaatti-anionien tuottamiseksi:
CH3COOH + H2O, H3O+ + CH3KUJERTAA-
Huomaa reaktio-nuoli kemiallisessa yhtälössä osoittaen molemmat suunnat. Vain noin 1% etaanihaposta muuttuu ioneiksi, kun taas loppuosa on etaanihappoa. Reaktio etenee molempiin suuntiin. Takareaktio on edullisempi kuin eteenpäinreaktio, joten ionit muuttuvat helposti takaisin heikoiksi hapoiksi ja vesiksi.
Erottaminen vahvoista ja heikoista hapoista
Voit käyttää happotasapainon vakioita K tai pK määrittääksesi onko happo vahva vai heikko. Vahvoilla hapoilla on korkea K tai pieni pK arvoja, heikoilla hapoilla on hyvin pieni K arvot tai suuri pK arvot.
Vahva ja heikko Vs. Väkevöity ja laimenna
Ole varovainen, ettet sekoita termejä vahva ja heikko keskittyneisiin ja laimeaa. Väkevä happo on happo, joka sisältää vähän vettä. Toisin sanoen happo konsentroidaan. Laimennettu happo on hapan liuos, joka sisältää paljon liuotinta. Jos sinulla on 12 M etikkahappoa, se on väkevöity, mutta silti heikko happo. Riippumatta siitä kuinka paljon vettä poistat, se on totta. Kääntöpuolella 0,0005 M HCl-liuos on laimennettu, mutta silti vahva.
Vahva Vs. syövyttävä
Sinä pystyt juo laimennettua etikkahappoa (etikassa löydetty happo), mutta saman rikkihappopitoisuuden juominen antaisi sinulle kemiallisen palamisen. Syynä on, että rikkihappo on erittäin syövyttävä, kun taas etikkahappo ei ole yhtä aktiivinen. Vaikka hapot ovat yleensä syövyttäviä, vahvimmat superahapot (karboraanit) eivät oikeastaan ole syövyttäviä ja niitä voidaan pitää kädessäsi. Vaikka fluorivetyhappo on heikko happo, se kulkee kätensä läpi ja hyökätä luusi.