اسید چیست؟

یک اسید یک مولکول یا یونی است که می تواند پروتون (یون هیدروژن H +) (یک اسید Brønsted-Lowry) اهدا کند ، یا ، در عوض ، قادر به ایجاد پیوند کووالانسی با یک جفت الکترونی (یک اسید لوئیس) است

دسته اول اسیدها دهنده های پروتون یا اسیدهای برونستد-لوری هستند. در مورد خاص محلول های آبی ، اهداکنندگان پروتون یون هیدروونیوم H3O + را تشکیل می دهند و به اسیدهای آرنیوس معروف هستند. برونستد و لوری نظریه Arrhenius را به عنوان حلالهای غیر آبی تعمیم دادند. یک اسید Brønsted یا Arhenhenius معمولاً حاوی یک اتم هیدروژن است که به یک ساختار شیمیایی متصل شده و پس از از دست دادن H + هنوز از نظر انرژی مطلوب است.

اسیدهای آرنیوس آبی دارای خصوصیات مشخصی هستند که توصیف عملی یک اسید را ارائه می دهد.  اسیدها محلول های آبی را با طعم ترش تشکیل می دهند ، می توانند لثه آبی را به رنگ قرمز تبدیل کرده و با پایه ها و فلزات خاصی (مانند کلسیم) واکنش نشان دهند تا نمک را تشکیل دهند. کلمه اسید از لاتین acidus / acēre گرفته شده است ، به معنی "ترش" است. محلول آبی اسید دارای pH کمتر از 7 است و به صورت محاوره ای نیز به آن "اسید" گفته می شود (همانطور که در "اسید محلول" است) ، در حالی که تعریف دقیق فقط به املاح اشاره می کند.  pH پایین به معنای اسیدیته بالاتر و در نتیجه غلظت بالاتری از یونهای هیدروژن مثبت در محلول است. گفته می شود مواد شیمیایی یا موادی که خاصیت اسید دارند اسیدی هستند.

اسیدهای آبی رایج شامل اسید هیدروکلریک (محلول کلرید هیدروژن است که در معده در اسید معده یافت می شود و آنزیم های گوارشی را فعال می کند) ، اسید استیک (سرکه محلول آبی رقیق این مایع) است ، اسید سولفوریک (در باتری های ماشین استفاده می شود) ، و اسید سیتریک (موجود در میوه مرکبات). همانطور که این مثالها نشان می دهند ، اسیدها (به معنای محاوره) می توانند محلول یا مواد خالص باشند و از اسیدها (به معنای دقیق) مشتق شده از مواد جامد ، مایعات یا گازها هستند. اسیدهای قوی و برخی از اسیدهای ضعیف غلیظ خورنده هستند ، اما استثناهایی مانند کاربوران و اسید بوریک نیز وجود دارد.

دسته دوم اسیدها اسیدهای لوئیس هستند که با یک جفت الکترون پیوند کووالانسی تشکیل می دهند. به عنوان مثال تری فلوئورید بور (BF3) ، که اتم بور آن دارای مداری خالی است که می تواند با به اشتراک گذاشتن یک جفت تنها الکترون بر روی یک اتم در یک پایه ، پیوند کووالانسی تشکیل دهد ، به عنوان مثال اتم نیتروژن در آمونیاک (NH3). لوئیس این موضوع را تعمیم تعریف Brønsted دانست ، به طوری که یک اسید یک گونه شیمیایی است که جفت های الکترونی را مستقیم یا با آزاد کردن پروتون ها (H +) به داخل محلول می پذیرد ، که سپس جفت الکترون را می پذیرند. با این حال ، کلرید هیدروژن ، اسید استیک و بسیاری دیگر از اسیدهای برونستد-لوری نمی توانند پیوند کووالانسی با یک جفت الکترونی تشکیل دهند و بنابراین اسیدهای لوئیس نیستند.  در مقابل ، بسیاری از اسیدهای لوئیز اسیدهای Arrhenius یا Brønsted-Lowry نیستند. در اصطلاحات مدرن ، یک اسید به طور ضمنی یک اسید برونستد و نه یک اسید لوئیس است ، زیرا شیمی دانان تقریباً همیشه به یک اسید لوئیز صریحاً به عنوان یک اسید لوئیز اشاره می کنند.

برای مثال از اسید ها میتوان اسید سیتریک یا اسید نیتریک را نام برد

استحکام اسید

قدرت یک اسید به توانایی یا تمایل آن برای از دست دادن پروتون اشاره دارد. یک اسید قوی اسیدی است که کاملاً در آب جدا می شود. به عبارت دیگر ، یک مول از یک اسید قوی HA در آب حل می شود و یک مول H + و یک مول پایه پایه ملتحمه ، A none و هیچ یک از اسید پروتئین HA را ندارد. در مقابل ، یک اسید ضعیف فقط تا حدی از هم جدا شده و در تعادل هم اسید و هم پایه کانژوژ در محلول قرار دارند. نمونه هایی از اسیدهای قوی عبارتند از: اسید هیدروکلریک (HCl) ، اسید هیدروئودیک (HI) ، اسید هیدروکرومیک (HBr) ، اسید پرکلریک (HClO4) ، اسید نیتریک (HNO3) و اسید سولفوریک (H2SO4). در آب هر یک از اینها اساساً 100٪ یونیزه می شوند. هرچه اسید قوی تر باشد ، H + پروتون را به راحتی از دست می دهد. دو عامل اصلی که به سهولت محرومیت کمک می کند قطبی بودن H-A پیوند و اندازه اتم A است که قدرت پیوند H-A را تعیین می کند. نقاط قوت اسید نیز غالباً از نظر پایداری پایه مزدوج مورد بحث قرار می گیرد.

اسیدهای قوی تر نسبت به اسیدهای ضعیف دارای Ka بزرگتر و pKa منفی هستند.

اسیدهای سولفونیک ، که اکسیاسیدهای آلی هستند ، طبقه ای از اسیدهای قوی هستند. یک نمونه رایج اسید تولوئن سولفونیک (اسید توسیلیک) است. برخلاف اسید سولفوریک ، اسیدهای سولفونیک می توانند جامد باشند. در حقیقت ، پلی استایرن که در پلی استایرن سولفونات عملکردی دارد ، یک پلاستیک به شدت اسیدی است که قابل فیلتر است.

سوپراكسیدها اسیدهایی قوی تر از 100٪ اسید سولفوریك هستند. نمونه هایی از سوپراسیدها عبارتند از: اسید فلوروآنتیمونیک ، اسید جادویی و اسید پرکلریک. سوپراكسیدها به طور دائم می توانند از آب پروتئین كنند تا "نمك" های هیدروونیوم یونی ، بلوری را به دست آورند. آنها همچنین می توانند به صورت کمی تثبیت جابجایی ها را تقویت کنند.

در حالی که کا استحکام یک ترکیب اسیدی را اندازه گیری می کند ، قدرت یک محلول اسید آبی با pH اندازه گیری می شود که این نشانگر غلظت هیدروونیوم در محلول است. pH محلول ساده یک ترکیب اسیدی در آب با رقیق شدن ترکیب و کائنات ترکیب مشخص می شود.

اسیدهای متداول

اسیدهای معدنی 

هالوژنهای هیدروژن و محلولهای آنها: اسید هیدروفلوئوریک (HF) ، اسید هیدروکلریک (HCl) ، اسید هیدروکرومیک (HBr) ، اسید هیدروودیک (HI)
Oxoacids هالوژن: اسید هیپوکلروز (HClO) ، اسید کلرید (HClO2) ، اسید کلریک (HClO3) ، اسید پرکلریک (HClO4) ، و آنالوگ های مربوطه برای برم و ید
اسید هیپوفلوئور (HFO) ، تنها oxoacid شناخته شده برای فلوئور است.
اسید سولفوریک (H2SO4)
فلورو سولفوریک اسید (HSO3F)
اسید نیتریک (HNO3)
اسید فسفریک (H3PO4)
فلوئورانتیمونیک اسید (HSbF6)
اسید فلوئوربوریک (HBF4)
هگزافلوئوروفسفریک اسید (HPF6)
اسید کرومیک (H2CrO4)
اسید بوریک (H3BO3)
اسیدهای سولفونیک
یک اسید سولفونیک فرمول کلی RS (= O) 2-OH دارد ، جایی که R یک رادیکال آلی است.

متان سولفونیک اسید (یا اسید مزیلیک ، CH3SO3H)
اسید اتانسولفونیک (یا اسید اتیلیک ، CH3CH2SO3H)
بنزن سولفونیک اسید (یا اسید بزیلیک ، C6H5SO3H)
p-تولوئن سولفونیک اسید (یا اسید توسیلیک ، CH3C6H4SO3H)
Trifluoromethanesulfonic acid (یا اسید تریفلیک ، CF3SO3H)
اسید سولفونیک پلی استایرن (پلی استایرن سولفونیت ، [CH2CH (C6H4) SO3H] n)
اسیدهای کربوکسیلیک
یک کربوکسیلیک اسید فرمول کلی R-C (O) OH دارد ، جایی که R یک رادیکال آلی است. گروه کربوکسیل -C (O) OH حاوی یک گروه کربونیل ، C = O ، و یک گروه هیدروکسیل O-H است.

اسید استیک (CH3COOH)
اسید سیتریک (C6H8O7)
اسید فرمیک (HCOOH)
گلوکونیک اسید HOCH2- (CHOH) 4-COOH
اسید لاکتیک (CH3-CHOH-COOH)
اسید اگزالیک (HOOC-COOH)
تارتاریک اسید (HOOC-CHOH-CHOH-COOH)
اسیدهای کربوکسیلیک هالوژنه شده
هالوژن شدن در موقعیت آلفا باعث افزایش مقاومت اسید می شود ، به طوری که اسیدهای زیر از اسید استیک قوی تر هستند.

فلوئوراستیک اسید
تری فلوئوراستیک اسید
کلرواستیک اسید
دی کلرواستیک استیک
تری کلرواستیک اسید
اسیدهای کربوکسیلیک وینیلوگو
اسیدهای کربوکسیلیک عادی اتصال مستقیم یک گروه کربونیل و یک گروه هیدروکسیل است. در اسیدهای کربوکسیلیک وینیلوگ ، یک پیوند مضاعف کربن-کربن گروههای کربونیل و هیدروکسیل را از هم جدا می کند.

اسید اسکوربیک
اسیدهای نوکلئیک
دی اکسیریبونوکلئیک اسید (DNA)
اسید ریبونوکلئیک (RNA)