Monoprotic vs Polyprotic Acids
Τα οξέα ορίζονται με διάφορους τρόπους από διάφορους επιστήμονες. Ο Arrhenius ορίζει ένα οξύ ως μια ουσία που δίνει ιόντα H3O+ στο διάλυμα. Ο Bronsted- Lowry ορίζει μια βάση ως μια ουσία που μπορεί να δεχθεί ένα πρωτόνιο. Ο ορισμός του οξέος Lewis είναι πολύ κοινός από τους δύο παραπάνω. Σύμφωνα με αυτό, κάθε δότης ζεύγους ηλεκτρονίων είναι μια βάση. Σύμφωνα με τον ορισμό Arrhenius ή Bronsted-Lowry, μια ένωση πρέπει να έχει υδρογόνο και την ικανότητα να το δίνει ως πρωτόνιο για να είναι οξύ. Ωστόσο, σύμφωνα με τον Lewis, μπορεί να υπάρχουν μόρια που δεν διαθέτουν υδρογόνο, αλλά μπορούν να λειτουργήσουν ως οξύ. Για παράδειγμα, το BCl3 είναι οξύ Lewis, επειδή μπορεί να δεχθεί ένα ζεύγος ηλεκτρονίων. Μια αλκοόλη μπορεί να είναι ένα οξύ Bronsted-Lowry επειδή μπορεί να δώσει ένα πρωτόνιο, αλλά, σύμφωνα με τον Lewis, θα είναι μια βάση.
Ανεξάρτητα από τους παραπάνω ορισμούς, συνήθως προσδιορίζουμε ένα οξύ ως δότη πρωτονίων. Τα οξέα έχουν ξινή γεύση. Ο χυμός λάιμ, το ξύδι είναι δύο οξέα που συναντάμε στα σπίτια μας. Αντιδρούν με βάσεις που παράγουν νερό, και επίσης αντιδρούν με μέταλλα για να σχηματίσουν H2, αυξάνοντας έτσι τον ρυθμό διάβρωσης των μετάλλων. Τα οξέα μπορούν να κατηγοριοποιηθούν σε δύο, με βάση την ικανότητά τους να διαχωρίζουν και να παράγουν πρωτόνια. Ισχυρά οξέα όπως το HCl, το HNO3 ιονίζονται πλήρως σε ένα διάλυμα για να δώσουν πρωτόνια. Αδύναμα οξέα όπως το CH3COOH διασπώνται μερικώς και δίνουν λιγότερες ποσότητες πρωτονίων. Το Ka είναι η σταθερά διάστασης οξέος. Δίνει μια ένδειξη της ικανότητας απώλειας ενός πρωτονίου ενός ασθενούς οξέος. Για να ελέγξουμε εάν μια ουσία είναι οξύ ή όχι, μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε διάφορους δείκτες όπως χαρτί λακκούβας ή χαρτί pH. Στην κλίμακα pH, αντιπροσωπεύονται από 1-6 οξέα. Ένα οξύ με pH 1 λέγεται ότι είναι πολύ ισχυρό και καθώς αυξάνεται η τιμή του pH, η οξύτητα μειώνεται. Επιπλέον, τα οξέα μετατρέπονται σε μπλε λακκούβα σε κόκκινο.
Μονοπρωτικό Οξύ
Όταν ένα μόριο οξέος διασπάται σε ένα υδατικό διάλυμα, εάν δώσει ένα μοναδικό πρωτόνιο, τότε αυτό το οξύ λέγεται ότι είναι μονοπρωτικό οξύ. Το HCl και το νιτρικό οξύ (HNO3) είναι μερικά παραδείγματα για μονοπρωτικά ορυκτά οξέα. Ακολουθεί η διάσταση του HCl στο υδατικό μέσο για να δώσει ένα πρωτόνιο.
HCl → H+ + Cl–
Εκτός από το μεταλλικό οξύ, μπορεί να υπάρχουν και μονοπρωτικά οργανικά οξέα. Συνήθως όταν υπάρχει μία καρβοξυλική ομάδα, αυτό το οξύ είναι μονοπρωτικό. Για παράδειγμα, το οξικό οξύ, το βενζοϊκό οξύ και ένα απλό αμινοξύ όπως η γλυκίνη είναι μονοπρωτικά.
Πολυπρωτικό Οξύ
Τα πολυπρωτικά οξέα περιέχουν περισσότερα από ένα άτομα υδρογόνου, τα οποία μπορούν να δοθούν ως πρωτόνια όταν διαλυθούν σε υδατικό μέσο. Συγκεκριμένα, αν δίνουν δύο πρωτόνια, τα ονομάζουμε διπρωτικά και, αν δίνουν τρία πρωτόνια, τριπρωτικά κ.λπ. Υδρόθειο (H2S) και H2 Το SO4 είναι διπρωτικά οξέα, τα οποία εκπέμπουν δύο πρωτόνια. Το φωσφορικό οξύ (H3PO4) είναι ένα τριπρωτικό οξύ. Στις περισσότερες περιπτώσεις, τα πολυπρωτικά οξέα δεν διασπώνται πλήρως και εκπέμπουν όλα τα πρωτόνια ταυτόχρονα. Οι σταθερές διάστασης για κάθε διάσταση ποικίλλουν. Για παράδειγμα, η σταθερά πρώτης διάστασης στο φωσφορικό είναι 7,25×10−3, που είναι μεγαλύτερη τιμή. Άρα γίνεται η πλήρης διάσπαση. Η δεύτερη σταθερά διάστασης είναι 6,31×10−8, και η τρίτη είναι 3,98×10−13, οι οποίες είναι λιγότερο ευνοϊκές από την πρώτη.
Ποια είναι η διαφορά μεταξύ Μονοπρωτικού Οξέος και Πολυπρωτικού Οξέος;
• Monoprotic εκπέμπει μόνο ένα πρωτόνιο από ένα μόνο μόριο οξέος όταν διαχωρίζεται σε ένα υδατικό μέσο.
• Πολυπρωτικό σημαίνει εκδίωξη πολλών πρωτονίων από ένα μόνο μόριο.
