Kwasy są substancjami chemicznymi, które oddają jony wodoru lub protony, gdy są mieszane w roztworach. Liczba protonów oddanych przez dany kwas określa siłę kwasu – czy jest to kwas mocny czy słaby. Aby zrozumieć siłę kwasów, należy porównać ich skłonność do oddawania protonów do podobnej zasady (najczęściej wody). Siła oznaczana jest liczbą zwaną pKA.

Co to jest mocny kwas?

Kwas jest mocny, jeśli dysocjuje lub jonizuje się całkowicie w roztworze. Oznacza to, że jest w stanie dać największą liczbę jonów H+ lub protonów podczas mieszania w roztworze. Jony te są naładowanymi cząsteczkami. Ponieważ silny kwas oddaje większą liczbę jonów, gdy się rozpada lub jonizuje, oznacza to, że silny kwas jest przewodnikiem elektryczności.

Gdy kwas miesza się w H2O, proton (jon H+) jest przenoszony do cząsteczki H2O, aby wygenerować H3O+ (jon hydroksonowy) i – jon w oparciu o to, który kwas jest zaangażowany na początku.

W ogólnym scenariuszu,

Takie reakcje chemiczne mogą być czczone, ale w niewielu przypadkach, kwas oddaje jon H+ dość łatwo i reakcja wygląda jak jednokierunkowa. A kwas jest całkowicie zdysocjowany.

Na przykład, gdy chlorowodór rozpuszcza się w H2O tworząc HCl, zachodzi tak mało reakcji odwrotnej, że możemy napisać:

W jednym czasie zajdzie stuprocentowa reakcja wirtualna, w której chlorowodór wykaże reakcję z H3O+ (jon wodorotlenowy) i jonami Cl-. W tym przypadku mocnym kwasem jest chlorek wodoru.

Co to jest słaby kwas?

Kwas jest uważany za słaby, jeśli jonizuje częściowo lub niekompletnie, oddając tylko niektóre ze swoich atomów wodoru do roztworu. W związku z tym, jest on mniej zdolny w porównaniu z silnym kwasem do wydzielania protonów. Słabe kwasy mają wyższe pKa niż silne kwasy.

Kwas etanowy jest dobrym przykładem słabego kwasu. Wykazuje on reakcję z H2O do produkcji H3O+ (jony hydroksonowe) i CH3COOH (jony etanianowe), ale reakcja odwrotna wykazuje większy sukces niż reakcja do przodu. Cząsteczki reagują dość łatwo, aby zniwelować kwas i H2O.

W dowolnym momencie, tylko około jeden procent cząsteczek kwasu CH3COOH wykazują konwersję do jonów. To, co pozostaje, to proste cząsteczki kwasu octowego (systematycznie nazywanego kwasem etanowym).

Różnica między mocnym kwasem a słabym kwasem

1. Definicja

Silny kwas

Silny kwas to kwas, który jonizuje się całkowicie w roztworze wodnym. Mocny kwas zawsze będzie tracił proton (A H+) podczas rozpuszczania w H2O. Innymi słowy, silny kwas jest zawsze na palcach i dość wydajny w oddawaniu protonów.

Słaby kwas

Słaby kwas to taki, który jonizuje częściowo w roztworze. Oddaje on do roztworu tylko kilka swoich atomów wodoru. Stąd jest on mniej zdolny niż mocny kwas.

1. Przewodnictwo elektryczne

Silny kwas

Silne kwasy zawsze będą wykazywać silne przewodnictwo. Mocne kwasy zazwyczaj przepuszczają więcej prądu w porównaniu do słabych kwasów dla tego samego napięcia i stężenia.

Słaby kwas

Słabe kwasy mają niską przewodność. Są one słabymi przewodnikami i wykazują niską wartość przepływającego prądu

1. Szybkość reakcji

Silne kwasy

Szybkość reakcji jest szybsza w mocnych kwasach

Słabych kwasach

Rędkość reakcji jest wolniejsza w słabych kwasach

1. Przykłady

Silny kwas

Kwas chlorowodorowy (HCl), Kwas azotowy (HNO3), Kwas nadchlorowy (HClO4), Kwas siarkowy (H2SO4), Kwas hydrojodowy (HI), Kwas bromowodorowy (HBr), Kwas chlorowy (HClO3).

Słaby kwas

Kwas siarkowy (H2SO3), Kwas octowy (CH3COOH), Kwas fosforowy (H3PO4), Kwas benzoesowy (C6H5COOH), Kwas fluorowodorowy (HF), Kwas mrówkowy (HCOOH), Kwas azotowy (HNO2).

1. pH

Silny kwas

W silnym kwasie, pH jest niższe niż, zazwyczaj 3. Mocne kwasy mają bardzo wysokie stężenie jonów H+ (kwas o pH 3 ma 0,001 mola na litr jonów wodorowych).

Słaby kwas

Słaby kwas ma pH w zakresie 3-7.

1. Wartość pKa

Silny kwas

W silnym kwasie wartość pKa jest dość niska.

Słaby kwas

W słabym kwasie wartość pKa jest dość wysoka.

1. Dysocjacja

Silny kwas

HCl(g) + H2O(l) ≈ H3O+(aq) +. Cl-(aq)

Słaby kwas

CH3COOH(l) + H2O(l) ≈ H3O+(aq) + CH3COO-(aq)

Podsumowanie Strong acid Vs. Słaby kwas

Punkty różnicy między silnymi i słabymi kwasami zostały podsumowane poniżej: Tabela porównawcza