Определение и примери за силна киселина

Силен киселина е тази, която е напълно разграничаващ или йонизирани в ан воден разтвор. Това е химически вид с голям капацитет да губи протона, H⁺. Във вода силната киселина губи един протон, който се улавя от водата, за да образува хидрониевия йон:

HA (aq) + H₂O → H₃О⁺(aq) + A⁻(Воден)

Дипротичните и полипротичните киселини могат да загубят повече от един протон, но стойността и реакцията на "силна киселина" pKa се отнасят само до загубата на първия протон.

Силните киселини имат малка логаритмична константа (pKa) и голяма постоянна дисоциация на киселина (Ka).

Повечето силни киселини са корозивни, но някои от суперацидите не са. За разлика от тях някои от слаби киселини (напр. флуороводородна киселина) може да бъде силно корозивен.

С увеличаване на концентрацията на киселина способността за дисоциация намалява. При нормални условия във вода силните киселини се дисоциират напълно, но изключително концентрираните разтвори не го правят.

Въпреки че има много слаби киселини, има малко силни киселини. Най- общи силни киселини включват:

• HCl (солна киселина)
• Н₂ТАКА₄ (сярна киселина)
• HNO₃ (азотна киселина)
• HBr (бромоводородна киселина)
• HClO₄ (перхлорна киселина)
• HI (хидройодна киселина)
• р-толуенсулфонова киселина (органична разтворима силна киселина)
• метансулфонова киселина (течна органична силна киселина)

Следните киселини се дисоциират почти напълно във вода, така че те често се считат за силни киселини, въпреки че не са по-кисели от хидрониевия йон, H₃О⁺:

• HNO₃ (азотна киселина)
• HClO₃ (хлорна киселина)

Някои химици смятат, че хидрониевият йон, бромовата киселина, периодичната киселина, пербромната киселина и периодичната киселина са силни киселини.

Ако способността за даряване на протони се използва като основен критерий за киселинност, тогава силните киселини (от най-силните до най-слабите) биха били:

• Н [SBF₆] (флуороантимонова киселина)
• FSO₃HSbF₅ (вълшебна киселина)
• Н (CHB₁₁Cl₁₁) (карборан суперацид)
• FSO₃Н (флуоро-сярна киселина)
• CF₃ТАКА₃Н (трифлинова киселина)

Това са „суперацидите“, които се определят като киселини, които са по-кисели от 100% сярна киселина. Суперацидите трайно протонират водата.

Може би се чудите защо силните киселини се дисоциират толкова добре или защо някои слаби киселини не йонизират напълно. Няколко фактора влизат в игра:

• Атомен радиус: С увеличаването на атомния радиус се увеличава и киселинността. Например, HI е по-силна киселина от HCl (йодът е по-голям атом от хлора).
• Електроотрицателност: По-електронегативната конюгирана основа в същия период на периодичната таблица е (A^-), толкова по-кисела е.
• Електрически заряд: Колкото по-положителен е зарядът на един атом, толкова по-висока е неговата киселинност. С други думи, по-лесно е да се вземе протон от неутрален вид, отколкото от един с отрицателен заряд.
• Равновесие: Когато една киселина се дисоциира, се постига равновесие с нейната конюгирана основа. В случай на силни киселини, равновесието силно благоприятства продукта или е вдясно от химическо уравнение. Конюгатната основа на силна киселина е много по-слаба от водата като основа.
• Разтворител: В повечето приложения силните киселини се обсъждат по отношение на водата като разтворител. Въпреки това, киселинността и основността имат значение в неводен разтворител. Например при течен амоняк оцетната киселина йонизира напълно и може да се счита за силна киселина, въпреки че е слаба киселина във вода.