Lista över vanliga starka och svaga syror
Starka och svaga syror är nyckelbegrepp inom kemin. Starka syror dissocieras fullständigt till sina joner i vatten, medan svaga syror dissocieras ofullständigt. Det finns endast ett fåtal starka syror, men många svaga syror.
Starka syror
Starka syror dissocierar fullständigt i vatten till sina joner och producerar en eller flera protoner eller vätekatjoner per molekyl. Mineraliska eller oorganiska syror tenderar att vara starka syror. Det finns endast 7 vanliga starka syror. Här är deras namn och formler:
- HCl – saltsyra
- HNO3 – salpetersyra
- H2SO4 – svavelsyra (Obs: HSO4- är en svag syra)
- HBr – bromväteklorid
- HI – jodväteklorid
- HClO4 – perklorsyra
- HClO3 – klorsyra
Dissociation av starka syror
En stark syra i vatten joniseras fullständigt, så när dissociationsreaktionen skrivs som en kemisk reaktion pekar reaktionspilen åt höger:
- HCl → H+(aq) + Cl-(aq)
- HNO3 → H+(aq) + NO3(aq)-
- H2SO4 → 2H+(aq) + SO42-(aq)
Svaga syror
Men medan det finns bara ett fåtal starka syror finns det många svaga syror. Svaga syror dissocieras ofullständigt i vatten för att ge ett jämviktstillstånd som innehåller den svaga syran och dess joner. Som exempel kan nämnas att fluorvätesyra (HF) anses vara en svag syra eftersom en del HF finns kvar i en vattenlösning, förutom H+- och F-joner. Här är en delförteckning över vanliga svaga syror, ordnade från starkaste till svagaste:
- HO2C2O2H – oxalsyra
- H2SO3 – svavelsyra
- HSO4 – – vätesulfatjon
- H3PO4 – fosforsyra
- HNO2 – salpetersyra
- HF – fluorvätesyra. syra
- HCO2H – metansyra
- C6H5COOH – bensoesyra
- CH3COOH – ättiksyra
- HCOOH – myrsyra
Svaga syror dissocieras
Svaga syror dissocieras ofullständigt, och bildar ett jämviktstillstånd som innehåller den svaga syran och dess joner. Reaktionspilen pekar alltså åt båda hållen. Ett exempel är dissociationen av etansyra, som bildar hydroniumkatjonen och etanoatanjonen:
CH3COOH + H2O ⇆ H3O+ + CH3COO-
Syrestyrka (starka vs. svaga syror)
Syrestyrka är ett mått på hur lätt syran förlorar en proton eller vätekatjon. En mol av en stark syra HA dissocieras i vatten för att ge en mol H+ och en mol av syrans konjugerade bas A-. En mol av en svag syra ger däremot mindre än en mol vardera av vätekatjonen och den konjugerade basen, medan en del av den ursprungliga syran finns kvar. De två faktorer som avgör hur lätt deprotonering sker är atomens storlek och polariteten hos H-A-bindningen.
I allmänhet kan man identifiera starka och svaga syror utifrån jämviktskonstanten Ka eller pKa:
- Starka syror har höga Ka-värden.
- Starka syror har låga pKa-värden.
- Svaga syror har små Ka-värden.
- Svaga syror har stora pKa-värden.
Koncentrerad kontra utspädd
Uttrycken stark och svag är inte samma sak som koncentrerad och utspädd. En koncentrerad syra innehåller mycket lite vatten. En utspädd syra innehåller en stor andel vatten. En utspädd lösning av svavelsyra är fortfarande en stark syralösning och kan orsaka kemiska brännskador. Å andra sidan är 12 M ättiksyra en koncentrerad svag syra (och fortfarande farlig). Om man späder ut ättiksyra tillräckligt mycket får man den koncentration som finns i vinäger, som är säker att dricka.
Stark vs. frätande
De flesta syror är starkt frätande. De kan oxidera andra ämnen och ge upphov till kemiska brännskador. Styrkan hos en syra är dock inte en förutsägelse för hur frätande den är! Karborans super-syror är inte frätande och kan hanteras på ett säkert sätt. Samtidigt är fluorvätesyra (en svag syra) så frätande att den passerar genom huden och angriper ben.
Typer av syror
De tre stora syraklassificeringarna är Brønsted-Lowry-syror, Arrhenius-syror och Lewis-syror:
- Brønsted-Lowry-syror: Brønsted-Lowry-syror donerar protoner. I vattenlösning bildar protondonatorn hydroniumkatjonen (H3O+). Brønsted-Lowry syra-basteorin tillåter dock även syror i andra lösningsmedel än vatten.
- Arrhenius-syror: Arrhenius-syror är vätedonatorer. Arrhenius-syror dissocieras i vatten och avger en vätekation (H+) för att bilda hydroniumkatjonen (H3O+) . Dessa syror kännetecknas också av att de blir lackmusröda, har en sur smak och reagerar med metaller och baser för att bilda salter.
- Lewis-syror: Lewis-syror är elektronparacceptorer. Enligt denna definition av en syra accepterar arten antingen omedelbart elektronpar eller så donerar den en vätekatjon eller proton och accepterar sedan ett elektronpar. Tekniskt sett måste en Lewis-syra bilda en kovalent bindning med ett elektronpar. Enligt denna definition är Lewis-syror ofta inte Arrhenius-syror eller Brønsted-Lowry-syror. HCl är till exempel inte en Lewis-syra.
Alla tre syredefinitioner har sin plats när det gäller att förutsäga kemiska reaktioner och förklara beteenden. Vanliga syror är Brønsted-Lowry-syror eller Arrhenius-syror. Lewis-syror (t.ex. BF3) identifieras specifikt som ”Lewis-syror”
.