UNE oxacide u oxoacide est un acide ternaire composé d'hydrogène, d'oxygène et d'un élément non métallique qui constitue ce qu'on appelle l'atome central. En fonction du nombre d'atomes d'oxygène, et par conséquent, des états d'oxydation de l'élément non métallique, divers oxydes peuvent être formés.
Ces substances sont purement inorganiques; Cependant, le carbone peut former l'un des oxacides les plus connus: l'acide carbonique, HdeuxCO3. Comme le montre sa formule chimique à elle seule, il a trois atomes de O, un de C et deux de H.
Les deux atomes H de HdeuxCO3 sont libérés dans le milieu comme H+, ce qui explique ses caractéristiques acides. Le chauffage d'une solution aqueuse d'acide carbonique dégagera un gaz.
Ce gaz est du dioxyde de carbone, COdeux, une molécule inorganique issue de la combustion d'hydrocarbures et de la respiration cellulaire. Si le CO est retournédeux au réservoir d'eau, le HdeuxCO3 il se reformerait; par conséquent, l'acide oxo se forme lorsqu'une certaine substance réagit avec l'eau.
Cette réaction n'est pas seulement observée pour le COdeux, mais pour d'autres molécules covalentes inorganiques appelées oxydes d'acide.
Les oxydes ont un grand nombre d'utilisations, qui sont difficiles à décrire en général. Son application dépendra grandement de l'atome central et du nombre d'oxygène.
Ils peuvent être utilisés à partir de composés pour la synthèse de matériaux, d'engrais et d'explosifs, à des fins analytiques ou à la production de boissons non alcoolisées; comme avec l'acide carbonique et l'acide phosphorique, H3PO4, faisant partie de la composition de ces boissons.
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Une formule générique H.E.O pour les oxacides est présentée dans l'image ci-dessus. Comme on peut le voir, il a de l'hydrogène (H), de l'oxygène (O) et un atome central (E); qui, dans le cas de l'acide carbonique, est le carbone, C.
L'hydrogène dans les oxydes est généralement attaché à un atome d'oxygène et non à l'atome central. Acide phosphoreux, H3PO3, représente un cas particulier où l'un des hydrogènes est lié à l'atome de phosphore; par conséquent, sa formule développée est mieux représentée par (OH)deuxOPH.
Alors que pour l'acide nitreux, HNOdeux, a un squelette H-O-N = O, il a donc un groupe hydroxyle (OH) qui se dissocie pour libérer de l'hydrogène.
Ainsi, l'une des principales caractéristiques d'un oxacide est non seulement qu'il contient de l'oxygène, mais aussi qu'il a un groupe OH.
D'autre part, certains oxacides ont ce qu'on appelle un groupe oxo, E = O. Dans le cas de l'acide phosphoreux, il a un groupe oxo, P = O. Ils manquent d'atomes H, ils ne sont donc "pas responsables" de l'acidité.
L'atome central (E) peut être ou non un élément électronégatif, selon son emplacement dans le bloc p du tableau périodique. En revanche, l'oxygène, élément légèrement plus électronégatif que l'azote, attire les électrons de la liaison OH; permettant ainsi la libération de l'ion H+.
E est donc lié aux groupes OH. Lorsqu'un ion H est libéré+ une ionisation acide se produit; c'est-à-dire qu'il acquiert une charge électrique, qui dans son cas est négative. Un oxacide peut libérer autant d'ions H+ en tant que groupes OH, il a dans sa structure; et plus il y en a, plus la charge négative est importante.
L'acide sulfurique, polyprotique, a la formule moléculaire HdeuxSW4. Cette formule peut également s'écrire comme suit: (OH)deuxSWdeux, pour souligner que l'acide sulfurique a deux groupes hydroxyle attachés au soufre, son atome central.
Les réactions de son ionisation sont:
HdeuxSW4 => H+ + HSO4-
Puis le deuxième H est libéré+ du groupe OH restant, plus lentement jusqu'à ce qu'un équilibre puisse être établi:
HSO4- <=> H+ + SW4deux-
La deuxième dissociation est plus difficile que la première, car une charge positive (H+) d'une charge doublement négative (SO4deux-).
La force de presque tous les oxydes qui ont le même atome central (pas de métal) augmente avec l'augmentation de l'état d'oxydation de l'élément central; qui à son tour est directement liée à l'augmentation du nombre d'atomes d'oxygène.
Par exemple, trois séries d'oxacides sont présentées dont les forces d'acidité sont ordonnées du plus petit au plus grand:
HdeuxSW3 < HdeuxSW4
HNOdeux < HNO3
HClO < HClOdeux < HClO3 < HClO4
Dans la plupart des oxydes qui ont différents éléments avec le même état d'oxydation, mais appartenant au même groupe sur le tableau périodique, la force d'acidité augmente directement avec l'électronégativité de l'atome central:
HdeuxSeO3 < HdeuxSW3
H3PO4 < HNO3
HBrO4 < HClO4
Comme mentionné au début, les oxydes sont générés lorsque certaines substances, appelées oxydes d'acide, réagissent avec l'eau. Ceci sera expliqué en utilisant le même exemple pour l'acide carbonique.
COdeux + HdeuxOU ALORS <=> HdeuxCO3
Oxyde d'acide + eau => oxacide
Ce qui se passe, c'est que la molécule HdeuxOu est lié de manière covalente à celui de COdeux. Si l'eau est éliminée par la chaleur, l'équilibre passe à la régénération du COdeux; c'est-à-dire qu'un soda chaud perdra sa sensation effervescente plus tôt qu'un soda froid.
D'autre part, des oxydes acides se forment lorsqu'un élément non métallique réagit avec l'eau; bien que, plus précisément, lorsque l'élément réactif forme un oxyde covalent, dont la dissolution dans l'eau génère des ions H+.
On a déjà dit que les ions H+ sont le produit de l'ionisation de l'oxacide résultant.
Oxyde chlorique, CldeuxOU ALORS5, réagit avec l'eau pour donner de l'acide chlorique:
CldeuxOU ALORS5 + HdeuxO => HClO3
Oxyde de soufre, SO3, réagit avec l'eau pour former de l'acide sulfurique:
SW3 + HdeuxO => HdeuxSW4
Et la rouille périodique, jedeuxOU ALORS7, réagit avec l'eau pour former de l'acide périodique:
jedeuxOU ALORS7 + HdeuxO => HIO4
En plus de ces mécanismes classiques de formation d'oxacides, il existe d'autres réactions ayant le même objectif.
Par exemple, le trichlorure de phosphore, PCl3, réagit avec l'eau pour produire de l'acide phosphoreux, un oxacide et de l'acide chlorhydrique, un acide halohydrique.
PCl3 + 3HdeuxO => H3PO3 + HCl
Et pentachlorure de phosphore, PCl5, réagit avec l'eau pour donner de l'acide phosphorique et de l'acide chlorhydrique.
PCl5 + 4 heuresdeuxO => H3PO4 + HCl
Certains métaux de transition forment des oxydes acides, c'est-à-dire qu'ils se dissolvent dans l'eau pour donner des oxydes.
Oxyde de manganèse (VII) (permanganique anhydre) MndeuxOU ALORS7 et l'oxyde de chrome (VI) sont les exemples les plus courants.
MndeuxOU ALORS7 + HdeuxO => HMnO4 (acide permanganique)
CrO3 + HdeuxO => HdeuxCrO4 (acide chromique)
Pour nommer correctement un oxacide, il faut commencer par déterminer le nombre de valence ou d'oxydation de l'atome central E. En partant de la formule générique HEO, on considère:
-Le O a valence -2
-La valence du H est +1
Dans cet esprit, l'oxacide HEO est neutre, donc la somme des charges des valences doit être égale à zéro. Ainsi, nous avons la somme algébrique suivante:
-2 + 1 + E = 0
E = 1
Par conséquent, la valence de E est +1.
Il faut alors recourir aux valences possibles que peut avoir E. Si les valeurs +1, +3 et +4 sont parmi ses valences, E alors "travaille" avec sa valence la plus basse.
Pour nommer HEO, vous commencez par l'appeler acide, suivi du nom de E avec les suffixes -ico, s'il fonctionne avec la valence la plus élevée, ou -oso, s'il fonctionne avec la valence la plus basse. Lorsqu'il y en a trois ou plus, les préfixes hypo- et per- sont utilisés pour désigner les valences les plus petites et les plus grandes.
Ainsi, HEO s'appellerait:
Acide hoquet(Nom de E)ours
Puisque +1 est la plus petite de ses trois valences. Et si c'était HEOdeux, alors E aurait une valence +3 et s'appellerait:
Acide (nom E)ours
Et de même pour HEO3, avec E travaillant avec la valence +5:
Acide (nom E)ico
Une série d'oxacides avec leurs nomenclatures respectives sont mentionnées ci-dessous..
Les halogènes interviennent en formant des oxacides avec les valences +1, +3, +5 et +7. Le chlore, le brome et l'iode peuvent former 4 types d'oxacides correspondant à ces valences. Mais le seul oxacide qui a été préparé avec succès à partir de fluor est l'acide hypofluoro (HOF), qui est instable..
Lorsqu'un oxacide du groupe utilise la valence +1, il est nommé comme suit: acide hypochloreux (HClO); acide hypobromeux (HBrO); acide hypoiode (HIO); acide hypofluoro (HOF).
Avec la valence +3, aucun préfixe n'est utilisé et seul le suffixe ours est utilisé. Acides chlorés (HClOdeux), brome (HBrOdeux) et l'iode (HIOdeux).
Avec la valence +5, aucun préfixe n'est utilisé et seul le suffixe ico est utilisé. Acides chloriques (HClO3), bromique (HBrO3) et l'iode (HIO3).
Alors que lorsqu'ils travaillent avec la valence +7, le préfixe per et le suffixe ico sont utilisés. Acides perchloriques (HClO4), perbromique (HBrO4) et périodique (HIO4).
Les éléments non métalliques de ce groupe ont les valences les plus courantes -2, +2, +4 et +6, formant trois oxacides dans les réactions les plus connues.
Avec la valence +2, le préfixe hoquet et le suffixe ours sont utilisés. Acides hyposulfureux (HdeuxSWdeux), hyposélénieux (HdeuxSeOdeux) et hypotélé (HdeuxTeOdeux).
Avec la valence +4, aucun préfixe n'est utilisé et le suffixe ours est utilisé. Acides sulfureux (HdeuxSW3), sélénieux (HdeuxSeO3) et tellure (HdeuxTeO3).
Et quand ils fonctionnent avec la valence + 6, aucun préfixe n'est utilisé et le suffixe ico est utilisé. Acides sulfuriques (HdeuxSW4), sélénique (HdeuxSeO4) et tellurique (HdeuxTeO4).
Le bore a une valence +3. Ils ont des acides métaboliques (HBOdeux), pyroborique (H4BdeuxOU ALORS5) et orthoborique (H3BO3). La différence réside dans le nombre d'eau qui réagit avec l'oxyde borique.
Le carbone a des valences +2 et +4. Exemples: avec valence +2, acide carboné (HdeuxCOdeux), et avec valence +4, acide carbonique (HdeuxCO3).
Le chrome a des valences +2, +4 et +6. Exemples: avec valence 2, acide hypochrome (HdeuxCrOdeux); avec valence 4, acide chromeux (HdeuxCrO3); et avec valence 6, acide chromique (HdeuxCrO4).
Le silicium a des valences -4, +2 et +4. Il a l'acide métasilicique (HdeuxOui3) et l'acide pyrosilicique (H4Oui4). Notez que dans les deux le Si a une valence +4, mais la différence réside dans le nombre de molécules d'eau qui ont réagi avec son oxyde d'acide.
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