Por que os ácidos se ionizam em solução se eles estão ligados covalentemente?

Talvez eu esteja errado, mas pensei que os ácidos eram covalentemente ligados, uma vez que o hidrogênio não forma compostos iônicos. Por exemplo, não iria “t $ \ ce {HCl } $ se parece com:

estrutura do HCl

Visto que os elétrons são compartilhados, por que ele se divide em $ \ ce {H + } $ e $ \ ce {Cl -} $ na solução?

Resposta

digite descrição da imagem aqui

Porque é energeticamente favorável ($ \ Delta {G} < 0 $) para o cloreto de hidrogênio reagir com a água para se formar hidrônio ($ \ ce {H3O +} $) e íons de cloreto.

Lembre-se de que $ \ ce {H +} $ não existe como $ \ ce {H +} $ na água, mas sim como $ \ ce {H3O +} $.

Comentários

  • Por que é energeticamente favorável que essa reação ocorra? A entalpia é muito baixa (negativa) ou a entropia é muito alta, ou ambas?
  • Ambas. na maioria dos casos, a dissolução de um composto para formar um ácido libera calor (entalpia negativa). Além disso, a entropia é aumentada devido à adição de cloreto (e também à quebra da ligação H-Cl).
  • Normalmente, as setas curvas são usadas para transferências de pares de elétrons.

Resposta

Você está certo. Mas você tem que lembrar que a ligação entre o hidrogênio e o cloro (por exemplo) é polar covalente. Quando você introduz esta molécula na água que é um solvente polar com um momento de dipolo de 1,85 D, a polarização da molécula $ \ ce {HCl} $ aumenta. Temos então dois íons solvatados $ \ ce {H_3O ^ +} $ e $ \ ce {Cl ^ -} $. E como a água também tem uma constante dielétrica alta $ \ epsilon_r = 80 $, a força eletrostática entre $ \ ce {H_3O ^ +} $ e $ \ ce {Cl ^ -} $ diminuirá por um fator de 80. Assim, o a ligação entre $ \ ce {H_3O ^ +} $ e $ \ ce {Cl ^ -} $ vai enfraquecer e teremos ionização do ácido.

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