Hydraciden

Structuur en eigenschappen van zuren

Zuren bestaan in principe uit waterstofatomen en een zuurradicaal. Op basis van het type zuurradicaal classificeren we deze verbindingen in oxyzuren en hydrzuren . Oxyzuren zijn de zuren waarvan het radicaal het (de) atoom (atomen) zuurstof omvat. Het zit niet in hydraciden. Lees ons artikel over oxyzuren voor meer informatie over de eerste groep. Zuren kunnen ook worden onderverdeeld in zuren met één proton (waarvan het molecuul één waterstofatoom bevat) en zuren met meerdere protonen (die meer dan één waterstofatoom hebben). Houd er rekening mee dat de multi-protonzuren een geleidelijke elektrolytische dissociatie ondergaan in waterige oplossingen. Dit proces leidt tot de productie van zure zouten . Zoals reeds aangegeven bevat de structuur van hydraciden geen zuurstofatomen. De eenvoudigste van deze verbindingen combineren de atomen van waterstof en een niet-metaal. Bij het bouwen van een geschikte molecuulformule moeten we rekening houden met de valentie van het waterstofatoom, maar ook die van het zuurradicaal. Hoe de namen van zuren te maken? Het element dat als eerste gaat is de zuurradicaal, gevolgd door het woord ‘zuur’, bijvoorbeeld:

• Zoutzuur, HCl;
• Zwavelwaterstofzuur, _H2S ;
• Broomwaterstofzuur, HBr, enz.

Zuren in waterige oplossingen ondergaan elektrolytische dissociatie , wat betekent dat ze uiteenvallen in ionen: waterstofkationen en zure radicaalanionen. Dit maakt ze in staat elektrische ladingen in een oplossing te transporteren, dat wil zeggen stroom te geleiden. In waterige oplossingen vertonen ze een zure reactie die wordt veroorzaakt door de aanwezigheid van waterstofionen. Hun inhoud kan bijvoorbeeld worden bepaald door de pH te meten of visueel te schatten met indicatorpapieren die van kleur veranderen afhankelijk van de pH-waarde van de oplossing (het zal rood zijn voor een sterk zuur, of oranje als het zuur zwak is). De productie van hydraciden bestaat uit het oplossen van een geschikt gas in water. Om een voorbeeld te geven: de wateropname van waterstofchloride (een gasvormige stof) produceert zoutzuur. Daarom zijn de belangrijkste hydrzuren de waterige oplossingen van relevante hydriden. Hydriden worden op hun beurt verkregen door directe synthese uit elementen of door scheiding van zouten, die worden beïnvloed door een sterk zuur. De oplosbaarheid in water van deze gassen is relatief hoog, waardoor we zuren met een hoge concentratie kunnen verkrijgen.

Zoutzuur

Het meest gebruikte hydracid is het zoutzuur (HCl) . Zijn radicaal is een chloorion. Zoutzuur is een kleurloze vloeistof waarvan de dichtheid hoger is dan die van water. Het is hoogst irritant . De geconcentreerde oplossing (in de handel verkrijgbaar met een concentratie tot 38%) genereert karakteristieke witte dampen. Dit zijn druppeltjes zoutzuur – het gasvormige waterstofchloride dat uit het vat ontsnapt, bindt zich aan de stoom in de lucht en is zichtbaar als een ‘witte rook’. In contact met een stof, huid of papier zal zoutzuur ze vernietigen. Alle werkzaamheden waarbij deze verbinding wordt gebruikt, moeten worden uitgevoerd met een veiligheidsbril, beschermende kleding en handschoenen. Grotere voorzichtigheid is absoluut noodzakelijk, aangezien een brandwond veroorzaakt door zoutzuur zeer gevaarlijk is. Onder laboratoriumomstandigheden en op industriële schaal kan zoutzuur worden verkregen door gasvormig waterstofchloride op te lossen in water . De industriële verwerving van deze verbinding gaat vaak gepaard met andere chemische processen, waarbij bijvoorbeeld waterstofchloride als bijproduct wordt verkregen. Aanzienlijke hoeveelheden zoutzuur worden gegenereerd door de waterige oplossing van natriumchloride te elektrolyseren. De bijproducten ( chloor en waterstof) reageren met elkaar en kunnen vervolgens als gasvormig HCl in water worden opgenomen. Een verdunde zoutzuuroplossing wordt opgenomen in het maagsap van mensen en andere zoogdieren. Het speelt een aantal belangrijke rollen in verteringsprocessen. Zoutzuur is een belangrijk onderdeel van veel industriële processen. Het wordt bijvoorbeeld toegepast in de metaalbewerking en in de textiel- en suikerindustrie. De farmaceutische industrie gebruikt deze verbinding ook om bijvoorbeeld formuleringen tegen hypochloorhydrie te maken. De kleurstoffen die worden verkregen door het gebruik van zoutzuur, zitten in bepaalde gekleurde cosmetica.

Zwavelwaterstofzuur

Zwavelwaterstofzuur is een ander voorbeeld van een niet-organisch hydrzuur, met de molecuulformule _H2S . Het molecuul bestaat uit twee atomen waterstof en één atoom zwavel. De verbinding is een waterige oplossing van waterstofsulfide (een gas dat slecht oplosbaar is in water). Het heeft de vorm van een kleurloze vloeistof met een karakteristieke geur. Net als andere hydrzuren wordt zwavelwaterstofzuur verkregen door waterstofsulfide in water te absorberen. Dat gas wordt op zijn beurt geproduceerd door directe synthese uit elementen of door andere reacties waarbij H ₂ S een van de producten is. Zwavelwaterstof is een sterk gif. Zelfs bij een lage concentratie is het gevaarlijk. Daarom vereist het werken ermee bijzondere voorzichtigheid. Zwavelwaterstofzuur wordt voornamelijk gebruikt in chemische laboratoria. Het wordt gebruikt voor het detecteren van bepaalde metalen. Het kan dienen als een component in geneeskrachtig water dat in veel kuuroorden aanwezig is, evenals in formuleringen voor ontharing.

Andere hydrzuren

Hydraciden zijn een vrij grote groep chemische verbindingen met karakteristieke eigenschappen. De meest in het oog springende zijn uiteraard de zout- en zoutzuurzuren, die dagelijks in tal van industriële sectoren en in de laboratoriumpraktijk worden gebruikt. Hieronder presenteren we voorbeelden van andere hydraciden:

• Fluorwaterstofzuur, HF;
• Broomwaterstofzuur, HBr;
• Joodwaterstofzuur, HI;
• Hydroselenic zuur, H ₂ Se;
• Blauwzuur, HCN;
• Thiocyaanzuur, HSCN.