Ossiacidi

Struttura e produzione degli ossiacidi

Gli ossiacidi sono costituiti da tre elementi chiave: un atomo di ossigeno, un elemento che forma acido e almeno un atomo di idrogeno legato all’ossigeno. L’atomo centrale è solitamente un non metallo come zolfo, azoto o fosforo. Questi elementi sono chiamati "elementi acidogeni". Questi possono includere anche alcuni metalli nei loro stati di ossidazione più elevati, come il manganese (VII). I nomi degli ossiacidi si creano dal nome dell’elemento acidificante, con la sua valenza specificata tra parentesi, e aggiungendo il suffisso -ic , cioè acido fosforico, acido solforico, acido nitrico, ecc. Se un elemento specifico è presente in più ossiacidi, la sua valenza deve essere assolutamente specificata nel nome dell’acido. Gli ossiacidi si ottengono principalmente attraverso la reazione di anidridi acide con acqua. Le anidridi sono ossidi di specifici non metalli (o determinati metalli). In questo caso, gli ossiacidi possono essere ottenuti in due stadi. Nella prima fase, un elemento acidogeno viene bruciato nell’ossigeno. Un esempio di tale reazione è la combustione del fosforo (che forma molecole a quattro atomi). L’ossido di fosforo (V), o pentossido di fosforo, si forma sotto forma di fumi bianchi. L’anidride acida risultante viene quindi sciolta in acqua per formare acido fosforico. Se al sistema viene aggiunto metilarancio (un indicatore di pH), la soluzione diventerà rossa, poiché l’acido ottenuto ha abbassato il pH della soluzione. Un altro modo per ottenere ossiacidi è attraverso reazioni di spostamento (doppio). Quando agisci con un acido forte su un sale specifico, puoi spostare un acido più debole dal suo sale.

Caratteristiche degli ossiacidi

Gli ossiacidi sono classificati come i cosiddetti elettroliti , cioè composti che possono condurre la corrente elettrica. A seconda dell’acido, possono subire una dissociazione elettrolitica in acqua in varia misura. Nelle soluzioni acquose, gli ossiacidi si dissociano in ioni positivi (cationi) e ioni negativi (anioni), che possono portare una carica elettrica. Gli acidi sono classificati in:

• acidi forti, che si dissociano completamente in cationi idrogeno e anioni di radicali acidi. Gli ossiacidi forti includono acido solforico (VI), acido nitrico (V), acido clorico (VII).
• Ossiacidi deboli, che non subiscono una completa dissociazione elettrolitica. Nelle soluzioni acquose, la maggior parte delle loro molecole rimane indissociata. Generalmente, gli acidi a base di elementi con stati di ossidazione inferiori hanno una bassa resistenza; questi includono acido solforico (IV) o nitrico (III). L’acido carbonico, H ₂ CO ₃ , è l’ossiacido più debole. È molto instabile. È spesso spostato dalle soluzioni da acidi più forti.

Maggiore è l’elettronegatività dell’atomo centrale che forma il radicale acido di un dato acido, più forte è l’acido stesso. Se lo stesso elemento forma più acidi, la sua forza aumenta con il numero di atomi di ossigeno nella molecola. Inoltre, la forza di un ossiacido può essere determinata dalla sua capacità di dissociare gli ioni idrogeno (il grado di dissociazione) . Gli acidi a protone singolo (che hanno un catione idrogeno) si dissociano in un unico passaggio, mentre gli acidi a più protoni (con più di un atomo di idrogeno nella molecola) si dissociano in più passaggi. Ognuno di essi ha una specifica equazione di equilibrio. Il primo stadio è sempre il più veloce. Gli atomi di idrogeno dissociati si combinano con le molecole d’acqua per formare ioni ossonio (H ₃ O ⁺ ). Causano il pH acido delle soluzioni acide acquose. Gli ossiacidi reagiscono con ossidi e idrossidi basici. Come risultato di queste reazioni, si formano sali e acqua corrispondenti. È importante sottolineare che gli ossiacidi non reagiscono con gli ossidi acidi. Reagiscono con metalli chimicamente attivi (come metalli alcalino terrosi o metalli alcalini). Questi metalli spostano l’idrogeno dalle molecole acide per formare sali. I metalli nobili (che non sono molto attivi chimicamente) non reagiscono con gli ossiacidi in modo simile poiché non spostano i loro atomi di idrogeno. Reagiscono solo con acidi ossidanti, cioè una soluzione concentrata di acido solforico o acido nitrico.

Proprietà e applicazioni di ossiacidi selezionati

Acido solforico, H ₂ SO ₄ È un acido forte sotto forma di liquido oleoso. Con 1,84 g/cm ³ , la sua densità è quasi due volte superiore a quella dell’acqua. Si mescola con l’acqua in quasi tutti i rapporti, rilasciando molto calore. L’acido solforico è altamente igroscopico. In commercio è disponibile una soluzione con la concentrazione del 98 %di acido solforico. Oleum è una soluzione di ossido di zolfo, SO ₃ , in acido solforico. H ₂ SO ₄ è un prodotto chiave nel settore. Viene utilizzato per la produzione di fertilizzanti (es. superfosfato ), altri acidi (es. acido formico ), detersivi per bucato, esplosivi, pesticidi, gomma, carta e altro. Acido nitrico, HNO ₃ L’acido nitrico è un liquido incolore facilmente solubile in acqua. Le soluzioni concentrate (di circa il 68%) hanno forti proprietà ossidanti. HNO ₃ provoca il caratteristico ingiallimento delle proteine (reazione xantoproteica). L’acido nitrico concentrato emana fumi a seguito della sua decomposizione con rilascio di ossido nitrico marrone. Le principali applicazioni dell’acido nitrico comprendono principalmente la preparazione di altre sostanze chimiche (come alcuni sali , esteri o composti nitro). Un’importante domanda di HNO ₃ proviene dal processo di produzione del nitrato di ammonio. L’acido è anche usato per fare esplosivi, coloranti, per pulire superfici metalliche e nell’industria farmaceutica. Acido fosforico, H ₃ PO ₄ Una soluzione acquosa di questo acido (un liquido oleoso) ad una concentrazione di circa l’85%è più comunemente utilizzata nei laboratori. È disponibile anche H ₃ PO ₄ puro: si presenta sotto forma di cristalli bianchi (a temperatura ambiente). L’acido fosforico è fortemente igroscopico. Forma tre serie di sali: fosfati (V), fosfati diidrogeno (V) e fosfati di idrogeno (V). L’acido fosforico è un prodotto importante nell’industria. Quantità significative di esso vengono consumate nei processi chimici e farmaceutici, come nella produzione di fertilizzanti minerali, prodotti chimici per la casa, additivi per mangimi o preparati medicinali. Inoltre, è uno dei substrati utilizzati per la produzione di preparati anticalcare e antiruggine.