Liste over almindelige stærke og svage syrer
Stærke og svage syrer er nøglebegreber i kemi. Stærke syrer dissocieres fuldstændigt til deres ioner i vand, mens svage syrer dissocieres ufuldstændigt. Der findes kun få stærke syrer, men mange svage syrer.
Stærke syrer
Stærke syrer dissocierer fuldstændigt i vand til deres ioner og danner en eller flere protoner eller hydrogenkationer pr. molekyle. Mineralske eller uorganiske syrer har en tendens til at være stærke syrer. Der findes kun 7 almindelige stærke syrer. Her er deres navne og formler:
- HCl – saltsyre
- HNO3 – salpetersyre
- H2SO4 – svovlsyre (bemærk: HSO4- er en svag syre)
- HBr – bromhvedsyre
- HI – jodsyre
- HClO4 – perchlorsyre
- HClO3 – klorsyre
Stærk syredissociation
En stærk syre i vand ioniseres fuldstændigt, så når dissocieringsreaktionen skrives som en kemisk reaktion, peger reaktionspilen til højre:
- HCl → H+(aq) + Cl-(aq)
- HNO3 → H+(aq) + NO3(aq)-
- H2SO4 → 2H+(aq) + SO42-(aq)
svage syrer
Mens der kun findes få stærke syrer, er der mange svage syrer. Svage syrer dissocieres ufuldstændigt i vand for at give en ligevægtstilstand, der indeholder den svage syre og dens ioner. Eksempelvis anses flussyre (HF) for at være en svag syre, fordi der ud over H+- og F-ioner også er noget HF tilbage i en vandig opløsning. Her er en delvis liste over almindelige svage syrer, ordnet fra stærkest til svagest:
- HO2C2O2H – oxalsyre
- H2SO3 – svovlsyre
- HSO4 – – – hydrogensulfat-ion
- H3PO4 – fosforsyre
- HNO2 – salpetersyre
- HF – flussyre syre
- HCO2H – methanolsyre
- C6H5COOH – benzoesyre
- CH3COOH – eddikesyre
- HCOOH – myresyre
Dissociation af svage syrer
Svage syrer dissocieres ufuldstændigt, danner en ligevægtstilstand, der indeholder den svage syre og dens ioner. Reaktionspilen peger altså begge veje. Et eksempel er dissociationen af ethansyre, som danner hydroniumkationen og ethanoat-anionen:
CH3COOH + H2O ⇆ H3O+ + CH3COO-
Syrestyrke (stærke vs. svage syrer)
Syrestyrke er et mål for, hvor let syren mister en proton eller et hydrogenkation. Et mol af en stærk syre HA dissocieres i vand og giver et mol H+ og et mol af syrens konjugerede base A-. I modsætning hertil giver et mol af en svag syre mindre end et mol af hver af hydrogenkationerne og den konjugerede base, mens noget af den oprindelige syre forbliver tilbage. De to faktorer, der bestemmer, hvor let deprotonering sker, er atomets størrelse og polariteten af H-A-bindingen.
Generelt kan man identificere stærke og svage syrer ud fra ligevægtskonstanten Ka eller pKa:
- Stærke syrer har høje Ka-værdier.
- Stærke syrer har lave pKa-værdier.
- svage syrer har små Ka-værdier.
- svage syrer har store pKa-værdier.
Koncentreret vs. fortyndet
Begreberne stærk og svag er ikke det samme som koncentreret og fortyndet. En koncentreret syre indeholder meget lidt vand. En fortyndet syre indeholder en stor procentdel vand. En fortyndet opløsning af svovlsyre er stadig en stærk syreopløsning og kan forårsage en kemisk forbrænding. På den anden side er 12 M eddikesyre en koncentreret svag syre (og stadig farlig). Hvis man fortynder eddikesyre nok, får man den koncentration, der findes i eddike, som er sikker at drikke.
Stærk vs. ætsende
De fleste syrer er stærkt ætsende. De kan oxidere andre stoffer og give kemiske forbrændinger. Styrken af en syre er dog ikke en forudsigelse af dens ætsende virkning! Carboran-supersyrerne er ikke ætsende og kan håndteres sikkert. I mellemtiden er flussyre (en svag syre) så ætsende, at den passerer gennem huden og angriber knogler.
Syretyper
De tre vigtigste syreklassifikationer er Brønsted-Lowry-syrer, Arrhenius-syrer og Lewis-syrer:
- Brønsted-Lowry-syrer: Brønsted-Lowry-syrer donerer protoner. I vandig opløsning danner protondonoren hydroniumkationen (H3O+). Brønsted-Lowry-syre-baseteorien tillader dog også syrer i andre opløsningsmidler end vand.
- Arrhenius-syrer: Arrhenius-syrer er hydrogendonorer. Arrhenius-syrer dissocieres i vand og afgiver et hydrogenkation (H+) til dannelse af hydroniumkationen (H3O+) . Disse syrer er også kendetegnet ved at blive lakmusrøde, have en sur smag og reagere med metaller og baser for at danne salte.
- Lewis-syrer: Lewis-syrer er elektronparacceptorer. Ifølge denne definition af en syre accepterer arten enten straks elektronpar, eller også afgiver den et hydrogenkation eller en proton og accepterer derefter et elektronpar. Teknisk set skal en Lewis-syre danne en kovalent binding med et elektronpar. Ifølge denne definition er Lewis-syrer ofte ikke Arrhenius-syrer eller Brønsted-Lowry-syrer. HCl er f.eks. ikke en Lewis-syre.
Alle tre syredefinitioner har deres plads i forbindelse med forudsigelse af kemiske reaktioner og forklaring af adfærd. Almindelige syrer er Brønsted-Lowry-syrer eller Arrhenius-syrer. Lewis-syrer (f.eks. BF3) er specifikt identificeret som “Lewis-syrer”.”