Hur vet man att en syra är stark eller svag? Hur ser man att väteatomen sitter lös?
frågan lyder:
Vilken av syrorna HCl (saltsyra), HNO3 (salpetersyra), H2SO4 (svavelsyra) och HAc (ättiksyra)
ger upphov till högst pH-värde i en vattenlösning? Motivera ditt svar
Mina tankar:
Det som kännetecknar en stark syra är att den avger alla sina väteatomer till vattenlösning, alltså sker en fullständig protolysering. Därför kommer det finnas fler oxoniumjoner än syra molekyler vid jämvikt. Detta ger upphov till en låg pH värde.
För att en syra ska vara stark måste alla protoner protolyseras, alltså måste väteatomen sitta lös. Förstår inte hur man vet detta, hur ser man att väteatomen sitter lös?
Min hypotes är att ättiksyran (HAc) är den svagaste bland dessa syror då det är en organisk syra, men är inte säker om det stämmer.
Exempelvis vet jag att HNO3 är en mycket stark syra, men förstår inte varför vätet sitter löst när jag kollar på intramolekylära bindningen? Vätet är ju bunden till en syre, alltså är det en mycket stark bindningen, varför skulle vätet då vilja lämna denna bindning för att vara med vattenmolekylen? Har hört att det har med elektronegativitet och att vätets elektroner dras till syreatomen, men fattar inte varför vätet lämnar.
De tre vanligaste starka syrorna behöver man lära sig utantill: saltsyra, salpetersyra och svavelsyra. De är allihop fullständigt protolyserade i vattenlösning. Det finns alltså inga vätekloridmolekyler, salpetersyramolekyler eller svavelsyramolekyler i vattenlösningen, utan de har helt och hållet övergått till att vara kloridjoner, nitratjoner respektive vätesulfatoner. Dessutom är vätesulfatjonen en svag syra, så en del av vätesulfaatjonerna avger en vätejon till och blir till sulfatjoner.
Ja, men varför är inte ättiksyra en stark syra? Hur kan man visa/motivera att det är en svag syra?
Det finns inget enkelt sätt att förutspå det, utan man måste göra experiment och konstatera det. En syras styrka avgörs utifrån dess Ka eller pKa-värde och detta kan du hitta listat i tabeller. Ju lägre pKa, desto starkare syra.
När det gäller karboxylsyror så är de också typexempel på något som kallas induktiv effekt. Ju längre kolkedja, desto svagare syra. Detta eftersom kolkedjan för över elektrontäthet ("inducerar" elektroner) till OH-bindningen i karboxylsyran vilket stärker den bindningen. Ju längre kolkedja, desto starkare induktiv effekt. Myrsyra (1 kol) är alltså starkare än ättiksyra (2 kol) som i sin tur är starkare än propionsyra (3 kol) osv. Men ingen av dessa är ändå att betrakta som starka syror. Du behöver i praktiken bara känna till tre starka syror - de som Smaragdalena nämndne. I övrigt kan du anta att syran är svag. Det finns ytterligare starka syror, men de är inte så vanligt förekommande i gymnasiekemin.
