Kyslíkaté kyseliny

Z Wikipedie, otevřené encyklopedie
Skočit na navigaci Skočit na vyhledávání

Kyslíkaté kyseliny neboli oxokyseliny jsou kyseliny, obsahující alespoň jeden atom kyslíku. Konkrétně je to sloučenina, která obsahuje vodík, kyslík a alespoň jeden další kyselinotvorný prvek, s alespoň jednou vazbou atomu vodíku na kyslík, která může disociovat za vzniku H+ kationtu a aniontu kyseliny.[1] Všeobecný vzorec je HaZbOc kde Z je kyselinotvorný prvek a koeficienty a, b, c nabývají běžné hodnoty a od 1 do 4, b od 1 do 2, c od 1 do 7 (existují i větší čísla, ale ta nejsou tak běžná)

Vlastnosti[editovat | editovat zdroj]

Molekula kyslíkaté kyseliny obsahuje strukturu Z-O-H, kde další atomy nebo skupiny atomů mohou být spojeny s centrálním atomem Z. V roztoku může být taková molekula disociována na ionty dvěma odlišnými způsoby:

  • [2]

Pokud je centrální atom Z silně elektronegativní, silně přitahuje elektrony atomu kyslíku. V takovém případě je vazba mezi atomem kyslíku a vodíku slabá a sloučenina se snadno ionizuje podle první chemické rovnice. V tomto případě je sloučenina ZOH kyselina, protože uvolňuje proton, tj. Vodíkový kationt. Například dusík, síra a chlor jsou silně elektronegativní prvky, a proto jsou kyselina dusičná, kyselina sírová a kyselina chloristá silné kyseliny.

Pokud je však elektronegativita Z nízká, potom se sloučenina podle druhé chemické rovnice disociuje na ionty a ZOH je alkalický hydroxid. Příklady takových sloučenin jsou hydroxid sodný NaOH a hydroxid vápenatý Ca(OH)2.[2] Vzhledem k vysoké elektronegativitě kyslíku je však většina běžných sloučenin, jako je hydroxid sodný, ve vodě silně bazický, ve srovnání s jinými bázemi je pouze mírně bazická. Například pKa konjugované kyseliny hydroxidu sodného, ​​vody, je 15,7, zatímco amid sodný, amoniak, je blíže 40, což činí hydroxid sodný mnohem slabší bází než amid sodný.[2]

Pokud je elektronegativita Z někde mezi, může být sloučenina amfoterní a v takovém případě může disociovat na ionty oběma způsoby, v prvním případě při reakci s bázemi a v druhém případě při reakci s kyselinami. Příklady toho zahrnují alifatické alkoholy, jako je ethanol.[2]

Když se kyslíkaté kyseliny zahřívají, mnoho z nich se disociuje na vodu a anhydrid kyseliny. Ve většině případů jsou takové anhydridy oxidy nekovů. Například oxid uhličitý, CO2, je anhydrid kyseliny uhličité, H2CO3 a oxid sírový, SO3, je anhydrid kyseliny sírové, H2SO4. Tyto anhydridy rychle reagují s vodou a znovu tvoří tyto kyslíkaté kyseliny.[3]

Organické kyseliny, jako jsou karboxylové kyseliny a fenoly, jsou oxokyseliny.[2] Jejich molekulární struktura je však mnohem komplikovanější než struktura anorganických kyslíkatých kyselin.

Většina běžně se vyskytujících anorganických kyselin jsou kyslíkaté kyseliny.[2] V 18. století, Lavoisier předpokládal, že všechny kyseliny obsahují kyslík a že kyslík způsobuje jejich kyselost. Z tohoto důvodu dal tomuto prvku své jméno, Oxygenium, odvozený z řečtiny a znamenající výrobce kyseliny. Později však Humphry Davy ukázal, že takzvaná kyselina muriatová neobsahuje kyslík, přestože je silnou kyselinou; místo toho je to roztok chlorovodíku, HCl. Takové kyseliny, které neobsahují kyslík, jsou dnes známy jako bezkyslíkaté kyseliny.

Příprava[editovat | editovat zdroj]

Kyslíkaté kyseliny se připravují reakcí vody a kyselinotvorného nebo amfoterního oxidu:

Připravit se můžou také vytlačením ze soli silnější kyselinou (a následnou destilací):

Během berzeliovy dualistické teorie se upřednostňovali adiční vzorce, kde se kyslíkaté kyseliny považovali, za hydráty oxidů:

, , ,

Tyto vzorce však neodpovídají skutečné struktuře kyslíkatých kyselin, proto se v současnosti používají vzorce už uvedeného tvaru.

Zástupci[editovat | editovat zdroj]

V následující tabulce se vzorec a název aniontu týkají zbytků kyseliny, když ztratí všechny atomy vodíku jako protony. Mnoho z těchto kyselin je však polyprotických a v takových případech také existuje jeden nebo více přechodných aniontů. Ke jménu takových aniontů se přidá předpona hydrogen-, v případě potřeby i s číslovkovými předponami. Například je síran (síranový aniont), ale je hydrogensíran (hydrogenovaný aniont). Podobně je fosforečnan, je hydrogenfosforečnan a je dihydrogenfosforečnan.

příklady kyslíkatých kyselin a jim odpovídajících aniontů
skupina prvku prvek oxidační stav vzorec kyseliny název kyseliny vzorec aniontu název aniontu
6 chrom +6 H2CrO4 Kyselina chromová chroman
H2Cr2O7 Kyselina dichromová dichroman
7 mangan +7 HMnO4 Kyselina manganistá manganistan
+6 H2MnO4 Kyselina manganová manganan
technecium +7 HTcO4 kyselina technecistá technecistan
+6 H2TcO4 kyselina technetová technetan
rhenium +7 HReO4 Kyselina rhenistá rhenistan
+6 H2ReO4 kyselina rhenová rhenan
+5 HReO3 kyselina rheničná rheničnan
H3ReO4 kyselina trihydrogenrheničná rheničnan
H4Re2O7 kyselina tetrahydrogenrheničná dirheničnan
8 železo +6 H2FeO4 kyselina železová železan
Ruthenium +6 H2RuO4 kyselina rutheniová ruthenan
+7 HRuO4 kyselina ruthenistá ruthenistan
+8 H2RuO5 kyselina rutheničelá hydrogenrutheničelan
Osmium +6 H6OsO6 kyselina osmiová tetrahydrogenosmičelan
+8 H4OsO6 kyselina tetrahydrogenosmičelá dihydrogenosmičelan
13 Bor +3 H3BO3 kyselina trihydrogenboritá boritan
(HBO2)n kyselina metaboritá metaboritan
14 uhlík +4 H2CO3 kyselina uhličitá uhličitan
křemík +4 H4SiO4 kyselina orthokřemičitá orthokřemičitan
H2SiO3 kyselina křemičitá křemičitan
14, 15 uhlík, dusík +4, −3 HOCN Kyselina isokyanatá isokyanatan
15 dusík +5 HNO3 Kyselina dusičná diusičnan
HNO4 kyselina peroxodusičná peroxodusičnan
H3NO4 kyselina trihydrogendusičná dusičnan
+3 HNO2 kyselina dusitá dusitan
HOONO kyselina peroxodusitá peroxodusitan
+2 H2NO2 kyselina dusičnatá dusičnatan
+1 H2N2O2 kyselina dusná dusnan
fosfor +5 H3PO4 kyselina trihydrogenfosforečná fosforečnan
HPO3 kyselina fosforečná fosforečnan
H4P2O7 kyselina tetrahydrogenfosforečná difosforečnan
H3PO5 kyselina peroxofosforečná peroxofosforečnan
+5, +3 (HO)2POPO(OH)2 ??? ???
+4 (HO)2OPPO(OH)2 ??? ???
+3 H2PHO3 kyselina fosforitá hydrogenfosforitan
H2P2H2O5 kyselina difosforitá dihydrogendifosforitan
+1 HPH2O2 Kyselina fosforná dihydrogenfosforečnan
arsen +5 H3AsO4 kyselina trihydrogenarseničná arseničnan
+3 H3AsO3 kyselina trihydrogenarsenitá arsenitan
16 síra +6 H2SO4 kyselina sírová síran
H2S2O7 kyselina disírová disíran
H2SO5 kyselina peroxosírová peroxosíran
H2S2O8 kyselina peroxodisírová peroxodisíran
+5 H2S2O6 Kyselina dithionová dithionan
+5, 0 H2SxO6 Kyseliny polythionové
(x = 3, 4...)
polythyonany
+4 H2SO3 kyselina siřičitá siřičitan
H2S2O5 kyselina tetrasírová disiřičitan
+4, 0 H2S2O3 Kyselina thiosírová thiosíran
+3 H2S2O4 kyselina dithioničitá disiřitan
+3, −1 H2S2O2 kyselina thiosiřičitá thiosiřičitan
+2 H2SO2 kyselina sulfoxylová sulfoxylan
+1 H2S2O2 kyselina thiosiřičitá thiosiřičitan
0 HSOH oxasulfan ???
Selen +6 H2SeO4 kyselina selenová selenan
+4 H2SeO3 kyselina seleničitá seleničitan
Tellur +6 H2TeO4 kyselina tellurová telluran
H6TeO6 Kyselina hexahydrogentellurová telluran
+4 H2TeO3 kyselina telluričitá telluričitan
17 chlor +7 HClO4 kyselina chloristá chloristan
+5 HClO3 kyselina chlorečná chlorečnan
+3 HClO2 kyselina chroritá chloritan
+1 HClO kyselina chlorná chlornan
brom +7 HBrO4 kyselina bromistá bromistan
+5 HBrO3 kyselina bromičná bromičnan
+3 HBrO2 kyselina bromitá bromitan
+1 HBrO kyselina bromná bromnan
jod +7 HIO4 kyselina jodistá jodistan
H5IO6 kyselina pentahydrogenjodistá jodistan
+5 HIO3 kyselina jodičná jodičnan
+1 HIO kyselina jodná jodnan
18 Xenon +6 H2XeO4 Kyselina xenonová hydrogenxenonan
+8 H4XeO6 kyselina tetrahydrogenxenoničelá xenoničelan

Reference[editovat | editovat zdroj]

V tomto článku byly použity překlady textů z článků Oxyacid na anglické Wikipedii a Oxokyselina na slovenské Wikipedii.

  1. CHEMISTRY, International Union of Pure and Applied. IUPAC Compendium of Chemical Terminology. [s.l.]: IUPAC Dostupné online. DOI 10.1351/goldbook.O04374. (anglicky) 
  2. a b c d e f Kivinen, Mäkitie: Kemia, str. 202-203, kapitola Happihapot
  3. FOKUS, Otavan. "Hapot". Otava: [s.n.], 1973. 990 s. ISBN 951-1-00272-4. 

Související články[editovat | editovat zdroj]

Externí odkazy[editovat | editovat zdroj]