teória
Odvodené kyseliny: jeden princíp, päť premien
V lekcii Kyslíkaté kyseliny si sa naučil pomenovať kyseliny ako H₂SO₄ alebo H₃PO₄. Mnohé ďalšie kyseliny z nich vzniknú jednoduchou „úpravou“ molekuly. Názov odvodenej kyseliny potom tvoríme z názvu pôvodnej kyseliny a predpony, ktorá hovorí, čo sa zmenilo.
| typ | čo sa zmení | predpona | príklad |
|---|---|---|---|
| tiokyseliny | O nahradí S | tio- | H₂S₂O₃ kyselina tiosírová |
| peroxokyseliny | O nahradí skupina O–O | peroxo- | H₂SO₅ kyselina peroxosírová |
| halogenokyseliny | OH alebo O nahradí halogén | fluoro-, chloro- | HSO₃Cl kyselina chlorosírová |
| amidokyseliny | OH nahradí NH₂ | amido- | NH₂SO₃H kyselina amidosírová |
| izopolykyseliny | viac molekúl sa spojí, odštiepi sa voda | di-, tri-, tetra- | H₂S₂O₇ kyselina disírová |
Dôležité pravidlo pre všetky typy: centrálny prvok si ponecháva oxidačné číslo pôvodnej kyseliny. Preto sa koncovka nemení: kyselina sírová, tiosírová, peroxosírová aj disírová majú síru s koncovkou -ová.
Predstavme si kyselinu sírovú v rozpísanom tvare, ktorý ukazuje, kde sú skupiny OH:
HO–SO₂–OH
Všetky ďalšie premeny budeme ukazovať práve na nej.
teória
Tiokyseliny
Predpona tio- znamená, že atóm kyslíka je nahradený atómom síry. Síra je v rovnakej skupine ako kyslík a v tejto pozícii má tiež oxidačné číslo −II.
- H₂SO₄ → nahradíme jeden O sírou → H₂S₂O₃, kyselina tiosírová. Jej soľ Na₂S₂O₃, tiosíran sodný, sa používa vo fotografii.
- Ak nahradíme viac kyslíkov, počet vyjadríme číslovkou: H₂CO₃ → všetky tri O nahradíme S → H₂CS₃, kyselina tritiouhličitá.
- H₃PO₄ → všetky štyri O nahradíme S → H₃PS₄, kyselina trihydrogentetratiofosforečná. Podobne H₃AsS₄ je kyselina trihydrogentetratioarzeničná.
- Kyselina kyanatá HOCN → O nahradíme S → HSCN, kyselina tiokyanatá.
Poradie predpôn v názve je: najprv počet vodíkov (trihydrogen-), potom počet a druh náhrady (tetratio-), nakoniec koreň prvku.
teória
Peroxokyseliny
Predpona peroxo- znamená, že v molekule je peroxoskupina O–O. Oproti pôvodnej kyseline má molekula o jeden atóm kyslíka viac. Kyslíky v peroxoskupine majú oxidačné číslo −I, rovnako ako v peroxidoch z lekcie Peroxidy, hyperoxidy a ozonidy.
- H₂SO₄ → vložíme O medzi S a OH: HO–O–SO₂–OH → H₂SO₅, kyselina peroxosírová (aj peroxomonosírová).
- Dve skupiny SO₃H prepojené mostíkom O–O: HO₃S–O–O–SO₃H → H₂S₂O₈, kyselina peroxodisírová.
- HNO₃ → HNO₄, kyselina peroxodusičná.
- H₃PO₄ → H₃PO₅, kyselina trihydrogenperoxofosforečná.
- Dve jednotky fosforečnej kyseliny prepojené cez O–O → H₄P₂O₈, kyselina tetrahydrogenperoxodifosforečná.
Ako overiť oxidačné číslo
Ak zabudneš na peroxoskupinu, vyjde ti nezmysel. Pre H₂SO₅ by „obyčajný“ výpočet dal síre +VIII, čo síra nedokáže. Správne rátame dva kyslíky ako −I a tri ako −II:
2 · (+1) + x + 3 · (−2) + 2 · (−1) = 0, teda x = +6.
Síra má +VI, preto koncovka -ová zostáva.
teória
Halogenokyseliny
V halogenokyselinách halogén nahrádza skupinu OH alebo atóm kyslíka. Predpona sa tvorí z názvu halogénu: fluoro-, chloro-.
Náhrada skupiny OH. Z HO–SO₂–OH nahradíme jednu skupinu OH chlórom a dostaneme Cl–SO₂–OH, teda HSO₃Cl, kyselina chlorosírová. S fluórom vznikne HSO₃F, kyselina fluorosírová.
Náhrada všetkých kyslíkov. Niektoré kyseliny neobsahujú kyslík vôbec, ale centrálny atóm je obklopený len halogénmi. Počet halogénov vyjadríme číslovkou a počet vodíkov dopočítame z náboja: centrálny atóm prispieva svojím oxidačným číslom, každý halogén −1.
| vzorec | názov | výpočet náboja aniónu |
|---|---|---|
| HBF₄ | kyselina tetrafluoroboritá | B +3, 4 F: −4, spolu 1− |
| H₂SiF₆ | kyselina hexafluorokremičitá | Si +4, 6 F: −6, spolu 2− |
| HPF₆ | kyselina hexafluorofosforečná | P +5, 6 F: −6, spolu 1− |
| HAuCl₄ | kyselina tetrachlorozlatitá | Au +3, 4 Cl: −4, spolu 1− |
| H₂PtCl₆ | kyselina hexachloroplatičitá | Pt +4, 6 Cl: −6, spolu 2− |
Počet vodíkov sa rovná veľkosti náboja aniónu. Tieto kyseliny sú zároveň komplexné zlúčeniny, ktorým sa podrobne venuje lekcia Komplexné zlúčeniny.
teória
Amidokyseliny
V amidokyselinách je skupina OH nahradená amidovou skupinou NH₂ (poznáš ju z lekcie Karbidy, nitridy a ďalšie zlúčeniny nekovov).
- HO–SO₂–OH → H₂N–SO₂–OH → NH₂SO₃H, kyselina amidosírová. Používa sa v odvápňovačoch kávovarov.
- H₃PO₄ → jednu OH nahradí NH₂ → NH₂PO₃H₂, kyselina amidofosforečná.
Všimni si, že vo vzorci amidokyseliny sa kyslý vodík zvyčajne píše na koniec, aby bolo vidieť skupinu NH₂.
teória
Izopolykyseliny
Izopolykyseliny obsahujú viac atómov toho istého centrálneho prvku. Vznikajú spojením niekoľkých molekúl kyseliny, pričom sa medzi každými dvoma susednými odštiepi jedna molekula vody. Počet atómov centrálneho prvku vyjadrí predpona di-, tri-, tetra-.
Postup je čisto počtársky: sčítaj molekuly a odpočítaj vodu.
| výpočet | vzorec | názov |
|---|---|---|
| 2 H₂SO₄ − H₂O | H₂S₂O₇ | kyselina disírová |
| 3 H₂SO₄ − 2 H₂O | H₂S₃O₁₀ | kyselina trisírová |
| 2 H₂CrO₄ − H₂O | H₂Cr₂O₇ | kyselina dichrómová |
| 2 H₃PO₄ − H₂O | H₄P₂O₇ | kyselina tetrahydrogendifosforečná |
| 3 H₃PO₄ − 2 H₂O | H₅P₃O₁₀ | kyselina pentahydrogentrifosforečná |
| 2 H₄SiO₄ − H₂O | H₆Si₂O₇ | kyselina hexahydrogendikremičitá |
| 4 H₃BO₃ − 5 H₂O | H₂B₄O₇ | kyselina tetraboritá |
Pri kyselinách fosforu a kremíka píšeme aj predponu s počtom vodíkov, rovnako ako pri H₃PO₄. Oxidačné číslo centrálneho prvku sa ani tu nemení: v H₂S₂O₇ má síra +VI, v H₂Cr₂O₇ chróm +VI.
Soľ kyseliny dichrómovej, dichróman draselný K₂Cr₂O₇, je oranžová látka, ktorú možno poznáš z pokusov. Soľ kyseliny tetraboritej, tetraboritan sodný, je bórax.
vyskúšaj si
Riešené príklady
Príklad 1
Odvoď vzorec kyseliny tiosírovej z kyseliny sírovej.
Riešenie
Kyselina sírová je H₂SO₄. Predpona tio- znamená, že jeden kyslík nahradí síra. Ubudne jeden O a pribudne jeden S.
Vzorec: H₂S₂O₃.
Príklad 2
Over výpočtom, že v kyseline peroxodusičnej HNO₄ má dusík +V.
Riešenie
Molekula obsahuje peroxoskupinu, teda dva kyslíky s −I a dva s −II.
1 + x + 2 · (−2) + 2 · (−1) = 0, teda x = +5. Dusík má rovnaké oxidačné číslo ako v kyseline dusičnej HNO₃.
Príklad 3
Odvoď vzorec kyseliny tetrahydrogendifosforečnej.
Riešenie
Predpona di- hovorí o dvoch atómoch fosforu. Spojíme dve molekuly H₃PO₄ a odštiepime jednu molekulu vody:
H₆P₂O₈ − H₂O = H₄P₂O₇
Štyri vodíky potvrdzuje aj predpona tetrahydrogen-.
Príklad 4
Pomenuj HSO₃F.
Riešenie
Porovnaj s H₂SO₄: jedna skupina OH je nahradená fluórom. Síra má stále +VI.
Názov: kyselina fluorosírová.
Príklad 5
Aký vzorec má kyselina hexafluorokremičitá?
Riešenie
Kremík má koncovku -ičitá, teda +IV. Šesť fluórov prispieva −6. Náboj aniónu je +4 − 6 = −2, preto sú potrebné dva vodíky.
Vzorec: H₂SiF₆.
Príklad 6
Odvoď vzorec kyseliny trisírovej.
Riešenie
Tri molekuly H₂SO₄ spolu obsahujú H₆S₃O₁₂. Medzi tromi jednotkami sú dve spojenia, odštiepia sa teda dve molekuly vody (H₄O₂).
H₆S₃O₁₂ − H₄O₂ = H₂S₃O₁₀
teória
Časté chyby
- Peroxodisírová a disírová. H₂S₂O₈ je kyselina peroxodisírová (obsahuje O–O), H₂S₂O₇ kyselina disírová. Líšia sa jedným kyslíkom.
- Tiosírová nie je „trisírová“. Tio- znamená síru namiesto kyslíka, tri- je číslovka. H₂S₂O₃ je tiosírová, H₂S₃O₁₀ trisírová.
- Oxidačné číslo v peroxokyselinách. Kto zabudne na kyslíky s −I, dostane nemožné oxidačné čísla ako S +VIII. Centrálny prvok má rovnaké oxidačné číslo ako v pôvodnej kyseline.
- Odštiepenie vody pri izopolykyselinách. Pri n molekulách sa odštiepi n − 1 molekúl vody, nie vždy len jedna.
- Chlorosírová a chloristá. HSO₃Cl je kyselina chlorosírová (centrálny prvok je síra), HClO₄ kyselina chloristá (centrálny prvok je chlór).
- Zmena koncovky. Predpona nikdy nemení koncovku. Kyselina tiosírová, nie „tiosiričitá“.
teória
Vyskúšaj si
V interaktívnom cvičení pod textom si vyber kyslíkatú kyselinu a vyskúšaj na nej všetky premeny: nahraď kyslík sírou, vlož peroxoskupinu, vymeň OH za fluór, chlór alebo NH₂, prípadne spoj dve molekuly a odštiep vodu. Vzorec a názov sa budú meniť priamo pred tebou. V časti Precvič si nájdeš kartičky so skutočnými odvodenými kyselinami.
Predchádzajúca lekcia: Kyslíkaté kyseliny. Ďalšia lekcia: Katióny, anióny a atómové skupiny, kde z kyselín odvodíš anióny. Test na všetky kyseliny nájdeš na stránke Test z názvoslovia: kyseliny.