Luettelo yleisistä vahvoista ja heikoista hapoista

admin 0 Comments Articles

Luettelo yleisistä vahvoista ja heikoista hapoista

Vahvat ja heikot hapot ovat keskeisiä käsitteitä kemiassa. Vahvat hapot dissosioituvat vedessä kokonaan ioneikseen, kun taas heikot hapot dissosioituvat epätäydellisesti. Vahvoja happoja on vain muutamia, mutta heikkoja happoja on paljon.

Vahvat hapot

Vahvat hapot dissosioituvat vedessä kokonaan ioneikseen ja tuottavat yhden tai useamman protonin tai vetykationin molekyyliä kohti. Mineraali- tai epäorgaaniset hapot ovat yleensä vahvoja happoja. Yleisiä vahvoja happoja on vain 7. Tässä ovat niiden nimet ja kaavat:

• HCl – suolahappo
• HNO3 – typpihappo
• H2SO4 – rikkihappo (huom: HSO4- on heikko happo)
• HBr – bromivetyhappo
• HI – jodivetyhappo
• HClO4 – perkloorihappo
• HClO3 – kloorihappo

Vahvan hapon dissosiaatio

Vahva happo ionisoituu vedessä täysin, joten kun dissosiaatioreaktio kirjoitetaan kemiallisena reaktiona, reaktionuoli osoittaa oikealle: Heikot hapot dissosioituvat vedessä epätäydellisesti, jolloin syntyy tasapainotila, joka sisältää heikon hapon ja sen ionit. Esimerkiksi fluorivetyhappoa (HF) pidetään heikkona happona, koska vesiliuokseen jää H+- ja F-ionien lisäksi jonkin verran HF:ää. Seuraavassa on osittainen luettelo yleisimmistä heikoista hapoista, järjestyksessä vahvimmasta heikoimpaan:

• HO2C2O2H – oksaalihappo
• H2SO3 – rikkihappo
• HSO4 – – vetysulfaatti-ioni
• H3PO4 – fosforihappo
• HNO2 – typpihappo
• HF – fluorivetyhappo. happo
• HCO2H – metaanihappo
• C6H5COOH – bentsoehappo
• CH3COOH – etikkahappo
• HCOOH – muurahaishappo

heikkojen happojen dissosiaatio

Heikot hapot dissosioituvat puutteellisesti, muodostaen tasapainotilan, joka sisältää heikon hapon ja sen ionit. Reaktionuoli osoittaa siis molempiin suuntiin. Esimerkkinä etanolihapon dissosiaatio, jossa muodostuu hydroniumkationi ja etanoaattianioni:
CH3COOH + H2O ⇆ H3O+ + CH3COO-

Hapon vahvuus (vahvat vs. heikot hapot)

Hapon vahvuus mittaa sitä, kuinka helposti happo menettää protonin tai vetykationin. Yksi mooli vahvaa happoa HA dissosioituu vedessä yhdeksi mooliksi H+ ja yhdeksi mooliksi hapon konjugaattiemästä A-. Sitä vastoin yksi mooli heikkoa happoa tuottaa alle yhden moolin vetykationia ja konjugoitua emästä, kun taas osa alkuperäisestä haposta jää jäljelle. Kaksi tekijää, jotka määräävät, kuinka helposti deprotonoituminen tapahtuu, ovat atomin koko ja H-A-sidoksen polaarisuus.

Yleisesti vahvat ja heikot hapot voi tunnistaa tasapainovakion Ka tai pKa:

• Vahvoilla hapoilla on suuret Ka-arvot.
• Vahvoilla hapoilla on pienet pKa-arvot.
• Heikoilla hapoilla on pienet Ka-arvot.
• Heikoilla hapoilla on suuret pKa-arvot.

Konsentroitunut vs. laimea

Termit vahva ja heikko eivät ole sama kuin konsentroitunut ja laimea. Väkevä happo sisältää hyvin vähän vettä. Laimea happo sisältää paljon vettä. Rikkihapon laimea liuos on silti vahva happoliuos ja voi aiheuttaa kemiallisen palovamman. Toisaalta 12 M etikkahappo on väkevä heikko happo (ja edelleen vaarallinen). Jos etikkahappoa laimennetaan tarpeeksi, saadaan etikassa esiintyvä konsentraatio, jota on turvallista juoda.

Vahva vs. syövyttävä

Useimmat hapot ovat erittäin syövyttäviä. Ne voivat hapettaa muita aineita ja aiheuttaa kemiallisia palovammoja. Hapon vahvuus ei kuitenkaan ennusta sen syövyttävyyttä! Karboraanisuperhapot eivät ole syövyttäviä ja niitä voidaan käsitellä turvallisesti. Sen sijaan fluorivetyhappo (heikko happo) on niin syövyttävää, että se läpäisee ihon ja hyökkää luihin.

Happojen tyypit

Kolme tärkeintä happoluokitusta ovat Brønsted-Lowryn hapot, Arrheniuksen hapot ja Lewisin hapot:

• Brønsted-Lowryn hapot: Brønsted-Lowryn hapot luovuttavat protoneita. Vesiliuoksessa protoninluovuttaja muodostaa hydroniumkationin (H3O+). Brønsted-Lowryn happo-emästeoria sallii kuitenkin hapot myös muissa liuottimissa kuin vedessä.
• Arrheniuksen hapot: Arrheniuksen hapot ovat vedynluovuttajia. Arrheniuksen hapot dissosioituvat vedessä ja luovuttavat vetykationin (H+) muodostaen hydroniumkationin (H3O+) . Näille hapoille on myös ominaista, että ne muuttuvat lakmuksenpunaisiksi, maistuvat happamilta ja reagoivat metallien ja emästen kanssa muodostaen suoloja.
• Lewisin hapot: Lewishapot ovat elektroniparin akseptoreita. Tämän hapon määritelmän mukaan laji joko ottaa välittömästi elektronipareja vastaan tai sitten se luovuttaa vetykationin tai protonin ja ottaa sitten elektroniparin vastaan. Teknisesti Lewishapon on muodostettava kovalenttinen sidos elektroniparin kanssa. Tämän määritelmän mukaan Lewisin hapot eivät useinkaan ole Arrheniuksen happoja tai Brønsted-Lowryn happoja. Esimerkiksi HCl ei ole Lewishappo.

Kaikilla kolmella hapon määritelmällä on paikkansa kemiallisten reaktioiden ennustamisessa ja käyttäytymisen selittämisessä. Yleisiä happoja ovat Brønsted-Lowryn tai Arrheniuksen hapot. Lewisin hapot (esim. BF3) nimetään nimenomaan ”Lewisin hapoiksi”

.