Analizar cómo afecta la estructura de acidez y alcalinidad

En este apartado vamos a analizar cómo afecta la estructura de acidez y alcalinidad. Los ácidos y las bases son vitales para muchas reacciones químicas y tenemos que entender qué propiedades contribuyen a su fuerza. En primer lugar vamos a empezar por comprender cómo se produce una reacción. Cuando dos moléculas chocan con la orientación adecuada y suficiente energía que pueden reaccionar uno con el otro.

Por ejemplo, en la auto-ionización del agua vemos que dos moléculas de agua chocan para reaccionar y formar un ion hidróxido y un ion hidronio. Cada reacción se inicia por primera vez por una atracción electrostática entre un electrón y un rico región pobre de electrones de los reactivos.El enlace de hidrógeno se produce entre el electrón de hidrógeno deficiente de una molécula de agua con los ricos de oxígeno de electrones de otra molécula de agua.Los productos que se forman como el electrón de un enlace OH se convierte en un par solitario en el oxígeno. Además, el par solitario sobre el oxígeno de otra molécula de agua se comparte en un nuevo enlace covalente OH.

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Mecanismo de Reacción: El mecanismo de reacción es un paso a paso la cuenta de bonos y electrones cambios.Mecanismos de reacción son muy útiles porque nos proporcionan capacidad de predicción y la información de la organización. Por ejemplo, basado en la reacción anterior, podemos predecir que cualquier oxígeno, y por lo tanto el grupo funcional alcohol, pueden llevar un átomo de hidrógeno. El mecanismo de reacción también nos muestra donde los electrones se mueven y qué lazos que nos forman dando poder organizativo. En las reacciones químicas, vemos que los electrones se mueven de regiones de exceso de regiones en las que son deficientes. Ahora, vamos a introducir algunos términos que ilustrarán este tema.

Deficiente en electrones Región: La región deficiente de electrones sirve como aceptor de electrones en la reacción debido a que es pobre en electrones.Se puede tener una carga formal positiva, una carga positiva parcial, o un octeto abierta todos los cuales ilustran la deficiencia de electrones. Las especies que gana un par de electrones de otro átomo para formar un nuevo enlace covalente se denomina electrófilo ("electrón amar").En base a esta definición, esta especie también puede ser llamado un

Ácido de Lewis. Es importante señalar que se debe formar un nuevo enlace covalente para la especie a ser considerados un electrófilo.Usted puede recordar de química general que en una reacción de transferencia de protones la especie que dona el protón se denomina ácido. Por lo tanto basado en esta definición un ácido de Bronsted es un donador de protones.

Electron Rich Región: La región rica en electrones sirve como donador de electrones en la reacción, ya que está dispuesto a compartir su densidad de electrones.Las especies ricas electrones pueden ser identificados sobre la base de una carga negativa formal, una carga negativa parcial, un enlace pi, o un par solitario. Esta especie que comparte un par de electrones con otro átomo para formar un nuevo enlace covalente se denomina el nucleófilo.En base a esta definición, esta especie también se puede llamar una base de Lewis.En una reacción de transferencia de protones esta especie es el aceptor de protones y se denomina

Base de Bronsted.

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Nucleófilo               Electrófilo

Figura 1: En base a esta definición vemos que el flujo de electrones es del nucleófilo para el electrófilo.La flecha curva indica la relocalización de electrones.La base de la flecha indica la fuente de electrones y la cabeza de la flecha indica el destino de los electrones.

Posición del Equilibrio: Cada proceso químico es, en principio, en equilibrio.En química general hemos aprendido lo que es una reacción de equilibrio es, ahora vamos a aprender a predecir la posición del equilibrio e ilustrar el mecanismo de reacción.

Figura 2:

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En este amoniaco reacción sirve como nucleófilo porque tiene un par solitario que se utiliza para formar un nuevo enlace covalente NH. La molécula de agua sirve como el electrófilo porque la deficiente en electrones átomo de H acepta la par solitario para formar un nuevo enlace covalente. El átomo de nitrógeno pierde un electrón y así pasa de ser neutral para ahora tener un cargo formal 1. La molécula de oxígeno gana un par solitario, que utiliza para compartir como un enlace covalente, y por lo tanto adquiere una carga -1. Cada reacción puede tener su equilibrio mentir a la izquierda, derecha, o en el

medio. En la determinación de la constante de equilibrio se tiene en cuenta la concentración de los productos y los de los reactivos.La fórmula que utilizamos es el siguiente:

K eq = [Productos]

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[Reactivos]

En esta reacción particular, nuestra eq K puede calcularse usando:

K eq = [NH 4 +] [OH -]

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[H 2 0] [NH3]

Además podemos establecer una ecuación para la acidez constante K a.Podemos utilizar el eq expresión K [H 2 0] = K a.La constante de acidez nos dice la magnitud de ionización y la reactividad del ácido.Cuanto mayor sea el valor de K a, el más fuerte es el ácido y el mayor es su tendencia a ceder un protón.La constante de acidez expresa esencialmente la proporción relativa del producto ionizado a los reactivos no ionizada. Para propósitos de conveniencia, la fuerza del ácido se denota generalmente por su pK un valor más bien que su K un valor.La siguiente ecuación puede utilizarse para interconvertir entre los dos: pK a = -log K a.Esta ecuación indica que un pK más negativo un valor representa un ácido más fuerte.Además, un pK un cambio de una unidad representa un orden de magnitud de la acidez.Generalmente los ácidos muy fuertes tienen un pKa <1, ácidos moderadamente fuertes caer entre pKa 's de 1 y 5, y los ácidos débiles tienen pKa> 5.Es importante distinguir entre pKa y pH. Mientras que la escala de pH se utiliza para describir la acidez de una solución, el pKa se utiliza para describir un compuesto particular.

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