Содержание

Кислоты: классификация и химические свойства

Кислотами называются сложные вещества, в состав молекул которых входят атомы водорода, способные замещаться или обмениваться на атомы металла и кислотный остаток.

По наличию или отсутствию кислорода в молекуле кислоты делятся на кислородсодержащие (H2SO4 серная кислота, H2SO3 сернистая кислота, HNO3 азотная кислота, H3PO4 фосфорная кислота, H2CO3 угольная кислота, H2SiO3 кремниевая кислота) и бескислородные (HF фтороводородная кислота, HCl хлороводородная кислота (соляная кислота), HBr бромоводородная кислота, HI иодоводородная кислота, H2S сероводородная кислота).

В зависимости от числа атомов водорода в молекуле кислоты кислоты бывают одноосновные (с 1 атомом Н), двухосновные (с 2 атомами Н) и трехосновные (с 3 атомами Н). Например, азотная кислота HNO3 одноосновная, так как в молекуле её один атом водорода, серная кислота H2SO4 двухосновная и т.д.

 

К И С Л О Т Ы

 

 Одноосновные

 Двухосновные

 Трехосновные

 HNO3 азотная

 HF фтороводородная

 HCl хлороводородная

 HBr бромоводородная

 HI иодоводородная

 H2SO4 серная

 H2SO3 сернистая

 H2S сероводородная

 H2CO3 угольная

 H2SiO3 кремниевая

 H3PO4 фосфорная

Неорганических соединений, содержащих четыре атома водорода, способных замещаться на металл, очень мало.

Часть молекулы кислоты без водорода называется кислотным остатком.

Кислотные остатки могут состоять из одного атома  (-Cl, -Br, -I) – это простые кислотные остатки, а могут – из группы атомов (-SO

3, -PO4, -SiO3) – это сложные остатки.

В водных растворах при реакциях обмена и замещения кислотные остатки не разрушаются:

H2SO4 + CuCl→ CuSO4 + 2 HCl↑

Слово ангидрид означает безводный, то есть кислота без воды. Например,

H2SO4 – H2O → SO3. Бескислородные кислоты ангидридов не имеют.

Своё название кислоты получают от названия образующего кислоту элемента (кислотообразователя) с прибавлением окончаний «ная» и реже «вая»: H2SO4 – серная; H2SO3 – угольная; H2SiO3 – кремниевая  и т.д.

Элемент может образовать несколько кислородных кислот. В таком случае указанные окончания в названии кислот будут тогда, когда элемент проявляет высшую валентность (в молекуле кислоты большое содержание атомов кислорода). Если элемент проявляет низшую валентность, окончание в названии кислоты будет «истая»: HNO3  азотная, HNO– азотистая.

Кислоты можно получать растворением ангидридов в воде. В случае, если ангидриды в воде не растворимы, кислоту можно получить действием другой более сильной кислоты на соль необходимой кислоты. Этот способ характерен как для кислородных так и бескислородных кислот. Бескислородные кислоты получают так же прямым синтезом из водорода и неметалла с последующим растворением полученного соединения в воде:

H2 + Cl2 → 2 HCl;

H2 + S → H2S.

Растворы полученных газообразных веществ HCl  и H2S и являются кислотами.

При обычных условиях кислоты бывают как в жидком, так и в твёрдом состоянии.

Химические свойства кислот

Растворыв кислот действуют на индикаторы. Все кислоты (кроме кремниевой) хорошо растворяются  в воде. Специальные вещества – индикаторы позволяют определить присутствие кислоты.

Индикаторы – это вещества сложного строения. Они меняют свою окраску в зависимоти от взаимодействия с разными химическими веществами. В нейтральных растворах — они имеют одну окраску, в растворах оснований – другую. При взаимодействии с кислотой они меняют свою окраску: индикатор метиловый оранжевый окрашивается в красный цвет, индикатор лакмус – тоже в красный цвет.

Взаимодействуют с основаниями с образованием воды и соли, в которой содержится неизменный кислотный остаток (реакция нейтрализации):

H2SO4 + Ca(OH)→ CaSO4 + 2 H2O.

Взаимодействуют с основанными оксидами с образованием воды и соли (реакция нейтрализации). Соль содержит кислотный остаток той кислоты, которая использовалась в реакции нейтрализации:

H3PO4 + Fe2O3 → 2 FePO4 + 3 H2O.

Взаимодействуют с металлами. Для взаимодействия кислот с металлами должны выполнятся некоторые условия:

1. металл должен быть достаточно активным по отношению к кислотам (в ряду активности металлов он должен располагаться до водорода). Чем левее находится металл в ряду активности, тем интенсивнее он взаимодействует с кислотами;

2. кислота должна быть достаточно сильной (то есть способной отдавать ионы водорода H+).

При протекании химических реакций кислоты с металлами образуется соль и выделяется водород (кроме взаимодействия металлов с азотной и концентрированной серной кислотами,):

Zn + 2HCl → ZnCl2 + H2↑;

Cu + 4HNO3 → CuNO3 + 2 NO+ 2 H2O.

Остались вопросы? Хотите знать больше о кислотах?
Чтобы получить помощь репетитора – зарегистрируйтесь.
Первый урок – бесплатно!

Зарегистрироваться

© blog.tutoronline.ru, при полном или частичном копировании материала ссылка на первоисточник обязательна.

blog.tutoronline.ru

Ответы@Mail.Ru: какие бывают кислоты химические.

1. По числу атомов водорода в молекуле -

одноосновные: HCl, HBr, HF, HI, HNO3, HNO2, HPO3

двухосновные: h3SO4, h3CO3, h3SO3, h3SiO3, h3S

трехосновные: h4PO4, h4BO3

Есть кислоты и большей основности.

2. По наличию атомов кислорода в кислотном остатке. Если он там есть, то кислота будет кислородсодержащей, если нет - бескислородной. Думаю, вы легко выясните, что из известных нам кислот бескислородными являются только сероводородная, соляная и ей подобные галогеноводородные кислоты. Все остальные - кислородсодержащие.

3. А еще кислоты бывают сильные и слабые. Вот ряд кислот, где слева направо сила кислот убывает: серная - соляная и азотная - фосфорная - сернистая - сероводородная - угольная - кремниевая. Последняя кислота - самая слабая, она еще и нерастворима в воде; угольная в момент образования тут же разлагается на углекислый газ и воду, а сероводородная обычно довольно быстро уходит из раствора в виде газа сероводорода (вспомним заодно, чем он пахнет) .

Кстати, есть кислота и посильнее серной - хлорная HClO4. В повседневной практике она не используется, так как взрывоопасна.

Итак, как получить кислоту?

1. Для получения кислородсодержащей кислоты можно соединить ангидрид этой кислоты (то есть соответствующий кислотный оксид) с водой:

P2O5 + 3h3O => 2h4PO4

CO2 + h3O => h3CO3

SO2 + h3O => h3SO3

SO3 + h3O => h3SO4

2. Бескислородную кислоту можно получить из водорода и неметалла:

h3 + Cl2 => 2HCl

h3 + S => h3S

3.И те, и другие кислоты (кроме серной) можно получить, действуя на соль этой кислоты более сильной кислотой

2NaCl + h3SO4 => Na2SO4 + 2HCl

CaCO3 + 2HNO3 => Ca(NO3)2 + h3CO3

Уточним химические свойства кислот:

1. Растворы кислот окрашивают индикаторы: синий лакмус в красный цвет, желтый метилоранж - в алый.

2. Все кислоты, кроме азотной и концентрированной серной, взаимодействуют с металлами, стоящими в ряду активности до водорода, образуя соль и водород:

Zn + h3SO4 => ZnSO4 + h3

2Al + 3h3SO4 => Al2(SO4)3 + 3h3

2Al + 6HCl => 2AlCl3 + 3h3

3Ca + 2h4PO4 => Ca3(PO4)2 + 3h3

6K + 2h4PO4 => 2K3PO4 + 3h3

3. Все кислоты взаимодействуют с оксидами всех металлов, образуя соль и воду:

K2O + 2HCl => K2SO4 + h3O

Al2O3 + 6HNO3 => 2Al(NO3)3 + 3h3O

Fe2O3 + 3h3SO4 => Fe2(SO4)3 + 3h3O

3Na2O + 2h4PO4 => 2Na3PO4 + 3h3O

4. Все кислоты взаимодействуют с основаниями (растворимыми и нерастворимыми) , образуя соль и воду - это реакция нейтрализации:

КОН + НС1 --> КС1 + Н2О

3 NaOH + h4PO4 ---> Na3PO4 + 3 h3O

2Al(ОН) 3 + 3h3SO4 --> Al2(SO4)3 + 6h3O

5. Сильные кислоты взаимодействуют с солями более слабых кислот - похожие реакции есть выше в способах получения кислот.

6. Некоторые кислоты разлагаются, в том числе при нагревании:

Н2CO3 => h3O + CO2

2h4PO4 => P2O5 + 3h3O

h3SiO3 => h3O + SiO2

otvet.mail.ru

Какие кислоты есть?

Давайте рассмотрим неорганические кислоты, которые имеют большую значимость в химической промышленности и химии. Все кислоты объединяет одно важное свойство – содержание реакционноспособных атомов водорода. Именно поэтому кислоты являются сложными веществами, состоящие из кислотного остатка и атомов водорода.

Давайте разберемся, какие существуют кислоты, и как их классифицируют.

Кислоты подразделяют по признаку наличия или отсутствия в молекуле кислорода, также по числу атомов водорода. Поэтому кислоты классифицируют по составу на бескислородные и кислородсодержащие.

К бескислородным кислотам относятся: соляная, бромоводородная, фтороводородная, сероводородная, иодоводородная. К кислородсодержащим кислотам относятся: угольная, азотная, сернистая, кремниевая, фосфорная, серная.

Классификация кислот по количеству атомов водорода, способных замещаться на металл: - одноосновные (имеют один атом водорода), - двухосновные (имеют 2 атома водорода), - трехосновные (имеющие три атома водорода).

К одноосновным кислотам относятся: фтороводородная, азотная, хлороводородная, иодоводородная, бромоводородная кислоты. К двухосновным кислотам относятся: сернистая, серная, сероводородная, кремниевая, угольная кислоты. К трехосновным кислотам относится фосфорная кислота.

Химические свойства кислот

Мы рассмотрели, какие бывают кислоты, теперь давайте разберемся, какими химическими свойствами они обладают.

  • Воздействие растворов кислот на индикаторы. Большинство кислот, кроме кремниевой, прекрасно растворяются в воде. С помощью индикаторов растворы кислот, попадая в воду, изменяют ее окраску. С помощью таких индикаторов можно узнать присутствие кислоты. Например, индикатор лакмус и метиловый оранжевый окрашивают растворы кислот в красный цвет.
  • Кислоты вступают в реакцию с основаниями. Данный процесс называется реакцией нейтрализации. Кислоты вступают в реакцию с основаниями, образуя при этом соль, в которой всегда можно обнаружить неизменный кисл

elhow.ru

Химические свойства и способы получения кислот

Перед изучением этого раздела рекомендую прочитать следующую статью:

Классификация неорганических веществ

Кислоты – это сложные вещества, которые содержат в качестве катионов ионы водорода Н+ и в качестве анионов только кислотные остатки.

По растворимости в воде кислоты можно поделить на растворимые и нерастворимые. Некоторые кислоты самопроизвольно разлагаются и в водном растворе практически не существуют (неустойчивые). Подробно про классификацию кислот можно прочитать здесь.

1. Взаимодействие кислотных оксидов с водой. При этом с водой реагируют при обычных условиях только те оксиды, которым соответствует кислородсодержащая растворимая кислота. 

кислотный оксид + вода = кислота

Например, оксид серы (VI) реагирует с водой с образованием серной кислоты:

SO3  +  H2O  →  H2SO4

При этом оксид кремния (IV)  с водой не реагирует:

SiO2  +  H2O ≠

2. Взаимодействие неметаллов с водородом. Таким образом получают только бескислородные кислоты.

Неметалл + водород = бескислородная кислота

Например, хлор реагирует с водородом:

2H20 + Cl20 → 2H+Cl

3. Электролиз растворов солей. Как правило, для получения кислот электролизу подвергают растворы солей, образованных кислотным остатком кислородсодержащих  кислот. Более подробно этот вопрос рассмотрен в статье Электролиз.

Например, электролиз раствора сульфата меди (II):

2CuSO4 + 2H2O  →  2Cu + 2H2SO4  +  O2

4. Кислоты образуются при взаимодействии других кислот с солями. При этом более сильная кислота вытесняет менее сильную.

Например: карбонат кальция CaCO3  (нерастворимая соль угольной кислоты) может реагировать с более сильной серной кислотой.

CaCO3 + H2SO4  →  CaSO4 + 2H2O + CO2

5. Кислоты можно получить окислением оксидов, других кислот и неметаллов в водном растворе кислородом или другими окислителями.

Например, концентрированная азотная кислота окисляет фосфор до фосфорной кислоты:

P  + 5HNO3  →  H3PO4  + 5NO2  + H2O

1. В водных растворах кислоты диссоциируют на катионы водорода Н+ и анионы кислотных остатков. При этом сильные кислоты диссоциируют почти полностью, а слабые кислоты диссоциируют частично.

Например, соляная кислота диссоциирует почти полностью:

HCl  →  H +  Cl

Если говорить точнее, происходит протолиз воды, и в растворе образуются ионы гидроксония:

HCl  + H2O  →  H3O +  Cl

Многоосновные кислоты диссоциируют cтупенчато.

Например, сернистая кислота диссоциирует в две ступени:

H2SO3  ↔ H+ + HSO3

HSO3– ↔ H+ + SO32–

2. Кислоты изменяют окраску индикатора. Водный раствор кислот окрашивает лакмус в красный цвет, метилоранж в красный цвет. Фенолфталеин не изменяет окраску в присутствии кислот.

3. Кислоты реагируют с основаниями и основными оксидами.

С нерастворимыми основаниями и соответствующими им оксидами взаимодействуют только растворимые кислоты.

нерастворимое основание + растворимая кислота = соль + вода

основный оксид + растворимая кислота = соль + вода

Например, гидроксид меди (II) взаимодействует с растворимой бромоводородной кислотой:

 Cu(OH)2 + 2HBr  →  CuBr2 + 2H2O

При этом гидроксид меди (II) не взаимодействует с нерастворимой кремниевой кислотой.

Cu(OH)2 + H2SiO3

С сильными основаниями (щелочами) и соответствующими им оксидами реагируют любые кислотами.

Щёлочи взаимодействуют с любыми кислотами — и сильными, и слабыми. При этом образуются средняя соль и вода. Эти реакции называются реакциями нейтрализации. Возможно и образование кислой соли, если кислота многоосновная, при определенном соотношении реагентов, либо в избытке кислоты. В избытке щёлочи образуется средняя соль и вода:

щёлочь(избыток)+ кислота = средняя соль + вода

щёлочь + многоосновная кислота(избыток) = кислая соль + вода

Например, гидроксид натрия при взаимодействии с трёхосновной фосфорной кислотой может образовывать 3 типа солей: дигидрофосфаты, фосфаты или гидрофосфаты.

При этом дигидрофосфаты образуются в избытке кислоты, либо при  мольном соотношении (соотношении количеств веществ) реагентов 1:1.

NaOH  +  H3PO4  →   NaH2PO4 + H2O

При мольном соотношении количества щелочи и кислоты 1:2 образуются гидрофосфаты:

2NaOH  +  H3PO4  →  Na2HPO4 + 2H2O

В избытке щелочи, либо при мольном соотношении количества щелочи и кислоты 3:1 образуется фосфат щелочного металла.

3NaOH  +  H3PO4  →  Na3PO4 + 3H2O

4. Растворимые кислоты взаимодействуют с амфотерными оксидами и гидроксидами.

Растворимая кислота + амфотерный оксид  = соль + вода

Растворимая кислота + амфотерный гидроксид  = соль + вода

Например, уксусная кислота взаимодействует с гидроксидом алюминия:

3CH3COOH + Al(OH)3  →  (CH3COO)3Al + 3H2O

5. Некоторые кислоты являются сильными восстановителями. Восстановителями являются кислоты, образованные неметаллами в минимальной или промежуточной степени окисления, которые могут повысить свою степень окисления (йодоводород HI, сернистая кислота H2SO3  и др.).

Например, йодоводород можно окислить хлоридом меди (II):

2HI— + 2Cu+2 Cl2 → 2HCl  +  2Cu+Cl + I20

 

6. Кислоты взаимодействуют с солями.

Кислоты реагируют с растворимыми солями только при условии, что в продуктах реакции присутствует газ, вода, осадок или другой слабый электролит. Такие реакции протекают по механизму ионного обмена.

Кислота1 + растворимая соль1 = соль2 + кислота2/оксид + вода

Например, соляная кислота взаимодействует с нитратом серебра в растворе:

Ag+NO3 + H+Cl → Ag+Cl↓ + H+NO3

Кислоты реагируют и с нерастворимыми солями. При этом более сильные кислоты  вытесняют менее сильные кислоты из солей.

Например,  карбонат кальция (соль угольной кислоты), реагирует с соляной кислотой (более сильной, чем угольная):

CaCO3 + 2HCl → CaCl+ H2O  + CO2

5. Кислоты взаимодействуют с кислыми и основными солями. При этом более сильные кислоты вытесняют менее сильные из кислых солей. Либо кислые соли реагируют с кислотами с образованием более кислых солей. 

кислая соль1 + кислота1 = средняя соль2 + кислота2/оксид + вода

Например, гидрокарбонат калия реагирует с соляной кислотой с образованием хлорида калия, углекислого газа и воды:

KHCO3 + HCl →  KCl  +  CO2 + H2O

Ещё пример: гидрофосфат калия взаимодействует с фосфорной кислотой с образованием дигидрофосфата калия:

H3PO4 +  K2HPO4  →  2KH2PO4 

При взаимодействии основных солей с кислотами образуются средние соли. Более сильные кислоты также вытесняют менее сильные из солей.

Например, гидроксокарбонат меди (II) растворяется в серной кислоте:

2H2SO4 +  (CuOH)2CO3  →  2CuSO4  + 3H2O  +  CO2

Основные соли могут взаимодействовать с собственными кислотами. При этом вытеснения кислоты из соли не происходит, а просто образуются более средние соли.

Например, гидроксохлорид алюминия взаимодействет с соляной кислотой:

Al(OH)Cl2 +  HCl  →  AlCl3  + H2

6. Кислоты взаимодействуют с металлами.

При этом протекает окислительно-восстановительная реакция. Однако минеральные кислоты и кислоты-окислители взаимодействуют по-разному.

К минеральным кислотам относятся соляная кислота HCl, разбавленная серная кислота H2SO4, фосфорная кислота H3PO4, плавиковая кислота HF, бромоводородная HBr и йодоводородная кислоты HI.

Такие кислоты взаимодействуют только с металлами, расположенными в ряду активности до водорода:

При взаимодействии минеральных кислот с металлами образуются соль и водород:

минеральная кислота + металл = соль + H2

Например, железо взаимодействует с соляной кислотой с образованием хлорида железа (II):

Fe + 2H+Cl  →  Fe+2Cl2 + H20

Сероводородная кислота H2S, угольная H2CO3, сернистая H2SO3 и кремниевая H2SiO3 с металлами не взаимодействуют.

Кислоты-окислители (азотная кислота HNO3 любой концентрации и серная концентрированная кислота H2SO4(конц)) при взаимодействии с металлами водород не образуют, т.к. окислителем выступает не водород, а азот или сера. Продукты восстановления азотной или серной кислот бывают различными. Определять их лучше по специальным правилам. Эти правила подробно разобраны в статье Окислительно-восстановительные реакции. Я настоятельно рекомендую выучить их наизусть.

7. Некоторые кислоты разлагаются при нагревании.

Угольная H2CO3, сернистая H2SOи азотистая HNO2 кислоты разлагаются самопроизвольно, без нагревания:

H2CO3  →   H2O + CO2

H2SO3  →   H2O + SO2

2HNO2  →  NO + H2O + NO2

Кремниевая H2SiO3, йодоводородная HI кислоты разлагаются при нагревании:

H2SiO3  →   H2O + SiO2

2HI  →   H2  +  I2

Азотная кислота HNO3 разлагается при нагревании или на свету:

4HNO3  →  O2 + 2H2O + 4NO2

 

Поделиться ссылкой:

chemege.ru

Кислоты в химии

Кислоты в химии:

Вспоминайте вкус кислоты на языке. Ведь всем нам знакомы хотя бы некоторые из этих кислот (обычно в разбавленном виде): лимонная, яблочная, уксусная и т.д. Это органические кислоты, т.е. полученные из живых организмов.

Существуют и неорганические кислоты (такие на язык уже нельзя пробовать, так как это ведет к ожогам и отравлению):

Наиболее часто в нынешнем курсе неорганической химии встречаются эти кислоты

Соляная - HCl

Сероводородная - H2S

Сернистая - H2SO3

Серная - H2SO4

Азотная - HNO3

И т.д.


В кислотах всегда есть водород (H) (в неорганических кислотах он всегда пишется на 1-м месте, поэтому кислоту узнать легче легкого).

А названия кислот, как правило, соответствуют элементам после водорода (кроме хлора): сера, азот и т.д. Всё что идет после водорода еще называется кислотным остатком.

Как правило, при взаимодействии с другими веществами водород отщепляется от кислоты и получаются соли, например: NaCl, Na2SO4 и т.д.

Чтобы рассчитать эту реакцию замещения, смотрите на водород. Его количество соответствует валентности кислотного остатка. Например, H2SO4 - валентность SO4 - II, а HCl - I. Валентность в кислоте также называют основностью кислоты. Соответственно, HCl - одноосновная кислота, H2SO4 - двухосновная и т.д.

Кислоты также делят на кислородосодержащие и бескислородные.

В основном, кислоты жидкие. Встречаются и твердые кислоты.

Некоторые бескислородные кислоты получают, при растворении паров соответствующих газов в воде (например, HCl), поэтому такие кислоты постепенно испаряются.

Почти все кислоты хорошо растворимы в воде, кроме кремниевой кислоты: H2SiO3

Так как на вкус пробовать кислоты нельзя, используются специальные индикаторы способные менять окраску, попадая в ту или иную среду. Например, лакмус или метилоранж изменяют свой изначальный цвет на красный, попадая в кислую среду.

Редактировать этот урок и/или добавить задание и получать деньги постоянно* Добавить свой урок и/или задания и получать деньги постоянно

Добавить новость и получить деньги

Добавить анкету репетитора и получать бесплатно заявки на обучение от учеников

uchilegko.info

Свойства кислот

Кислоты - это сложные вещества, состоящие из одного или нескольких атомов водорода и кислотного остатка. Общая формула кислот НnА, где А - кислотный остаток. Кислоты (с точки зрения электролитической диссоциации) представляют собой электролиты, диссоциирующие в водных растворах на катионы водорода Н+ и анионы кислотного остатка.

Классификация. По наличию (отсутствию) кислорода в составе кислот они подразделяются на кислородсодержащие (например, H3PO4и H2SO4) и бескислородные (например, HCl и HBr). По основности (числу ионов H+, образующихся при полной диссоциации, или количеству ступеней диссоциации) кислоты делятся на одноосновные (если образуется один ион H+: HClH+ + Cl; одна ступень диссоциации) и многоосновные двухосновные (если образуются два иона H+: H2SO4 2H+ + SO42–; две ступени диссоциации), трехосновные (если образуются три иона H+: H3PO4 3H+ + PO43–; три ступени диссоциации) и т.д.

Физические свойства. Кислоты бывают газообразные, жидкие и твердые. Некоторые имеют запах и цвет. Кислоты отличаются различной растворимостью в воде.

 

Химические свойства кислот

 

1) Диссоциация: HCl + nH2OH+×kH2O + Cl×mH2O (сокращенно: HClH+ + Cl ).

 Многоосновные кислоты диссоциируют по ступеням (в основном по первой):

 

H2SO4 H+ + НSO4  (1 ступень) и HSO4 H+ + SO42– (2 ступень).

 

2) Взаимодействие с индикаторами:

 

индикатор + Н+ (кислота)   окрашенное соединение.

 

Фиолетовый лакмус и оранжевый метилоранж окрашиваются в кислых средах в розовый цвет, бесцветный раствор фенолфталеина не меняет своей окраски.

3) Разложение. При разложении кислородсодержащих кислот получаются кислотный оксид и вода.

 

H2SiO3 SiO2 + H2O.

 

Бескислородные кислоты распадаются на простые вещества:

 

2HCl Cl2 + H2.

 

Кислоты-окислители разлагаются сложнее:

4НNO3  4NO2­ + 2H2O + O2­.

 

4) Взаимодействие с основаниями и амфотерными гидроксидами:

 

H2SO4+ Ca(OH)2 ® CaSO4¯ + 2H2O       2H+ + SO42–+ Ca2+ +2OH ® CaSO4¯ + 2H2O

H2SO4+ Zn(OH)2 ® ZnSO4 + 2H2O               2H+  +  Zn(OH)2 ® Zn2+  + 2H2O.

 

5) Взаимодействие с основными и амфотерными оксидами:

 

H2SO4+ CaO ® CaSO4¯ + H2O          2H+ + SO42–+ CaO ® CaSO4¯ + H2O

H2SO4+ ZnO ® ZnSO4 + H2O          2H+  + ZnO ® Zn2+  + H2O.

 

6) Взаимодействие с металлами: а) кислоты-окислители по Н+ (HCl, HBr, HI, HClO4, H2SO4, H3PO4и др.).

В реакцию вступают металлы, расположенные в ряду активности до водорода:

Li, Rb, K, Ba, Sr, Ca, Na, Mg, Al, Mn, Zn, Cr, Fe, Cd, Co, Ni, Sn, Pb, H, Sb, Bi, Cu, Hg, Ag, Pd, Pt, Au

 

2HCl + Fe ® FeCl2 + H2­          2H+ + Fe ® Fe2+ + H2­.

 

б) кислоты-окислители по аниону (концентрированная серная, азотная любой концентрации):

 

2Fe + 6H2SO4 (конц.)  Fe2(SO4)3 + 3SO2­ + 6H2O

2Fe + 12H++ 3SO42–® 2Fe3+ + 3SO2­ + 6H2O.

 

7) Взаимодействие с солями. Реакция происходит, если соль образована более слабой или летучей кислотой, или если образуется осадок:

 

2HCl + Na2CO3® 2NaCl + CO2­ + H2O          2H+ + CO32–® CO2­ + H2O

СaCl2 + H2SO4 ® CaSO4¯ + 2HCl             Сa2+ + SO42- ® CaSO4¯.

 

Получение. Бескислородные кислоты получают:

1) Из неметаллов и водорода с последующим растворением образовавшегося газа в воде:

 

Cl2 + H2 2HCl.

 

2) При действии сильных кислот на соли более слабых или летучих бескислородных кислот:

 

2HCl + Na2S ® 2NaCl + Н2S­                          2H+ + S2– ® Н2S­.

 

Кислородсодержащие кислоты получают:

1) Взаимодействием кислотного оксида и воды. Оксид кремния(IV) SiO2с водой не реагирует!

 

SO2 + H2O H2SO3.

 

2) При действии сильных кислот на соли более слабых или летучих кислородсодержащих кислот:

 

2HCl + Na2CO3® 2NaCl + Н2СО3                   2H+ + CO32– ® Н2СО3.

Л.А. Яковишин

www.sev-chem.narod.ru

Классификация и характерные химические свойства кислот.

Классификация кислот

Кислоты можно классифицировать исходя из разных критериев:

1) Наличие атомов кислорода в кислоте

Кислородсодержащие Бескислородные
H3PO4,HNO3,HNO2,H2SO4,H3PO4,H2CO3,H2CO3, HClO4 все органические кислоты (HCOOH, CH3COOH  и т.д.) HF, HCl, HBr, HI, H2S

2) Основность кислоты

Основностью кислоты называют число «подвижных» атомов водорода в ее молекуле, способных при диссоциации отщепляться от молекулы кислоты в виде катионов водорода H+, а также замещаться на атомы металла:

одноосновные

двухосновные

трехосновные
HBr, HCl, HNO3, HNO2, HCOOH, CH3COOH

H2SO4, H2SO3, H2CO3, H2SiO3

H3PO4

3) Летучесть

Кислоты обладают различной способностью улетучиваться из водных растворов.

Летучие Нелетучие

H2S, HCl, CH3COOH, HCOOH

H3PO4, H2SO4, высшие карбоновые кислоты

4) Растворимость

Растворимые Нерастворимые
HF, HCl, HBr, HI, H2S, H2SO3, H2SO4, HNO3,
HNO2, H3PO4, H2CO3, CH3COOH, HCOOH
H2SiO3, высшие карбоновые кислоты

5) Устойчивость

Устойчивые Неустойчивые
H2SO4, H3PO4, HCl, HBr, HF H2CO3, H2SO3

6) Способность к диссоциации

хорошо диссоциирующие (сильные)

малодиссоциирующие (слабые)

H2SO4, HCl, HBr, HI, HNO3, HClO4

H2CO3, H2SO3, H2SiO3

7) Окисляющие свойства

слабые окислители

(проявляют окислительные свойства за счет катионов водорода H+)

сильные окислители

(проявляют окислительные свойства за счет кислотообразующего элемента)

практически все кислоты кроме HNO3 и H2SO4 (конц.)

HNO3 любой концентрации, H2SO4 (обязательно концентрированная)

Химические свойства кислот

1. Способность к диссоциации

Кислоты диссоциируют в водных растворах на катионы водорода и кислотные остатки. Как уже было сказано, кислоты делятся на хорошо диссоциирующие (сильные) и малодиссоциирующие (слабые). При записи уравнения диссоциации сильных одноосновных кислот используется либо одна направленная вправо стрелка (), либо знак равенства (=), что показывает фактически необратимость такой диссоциации. Например, уравнение диссоциации сильной соляной кислоты может быть записано двояко:

либо в таком виде: HCl = H+ + Cl

либо в таком: HCl → H+ + Cl

По сути направление стрелки говорит нам о том, что обратный процесс объединения катионов водорода с кислотными остатками (ассоциация) у сильных кислот практически не протекает.

В случае, если мы захотим написать уравнение диссоциации слабой одноосновной кислоты, мы должны использовать  в уравнении вместо знака  две стрелки . Такой знак отражает обратимость диссоциации слабых кислот — в их случае сильно выражен обратный процесс объединения катионов водорода с кислотными остатками:

CH3COOH  CH3COO + H+

Многоосновные кислоты диссоциируют ступенчато, т.е. катионы водорода от их молекул отрываются не одновременно, а по очереди. По этой причине диссоциация таких кислот выражается не одним, а несколькими уравнениями, количество которых равно основности кислоты. Например, диссоциация трехосновной фосфорной кислоты протекает в три ступени с поочередным отрывом катионов H+ :

H3PO4  H+ + H2PO4

H2PO4  H+ + HPO42-

HPO42-  H+ + PO43-

Следует отметить, что каждая следующая ступень диссоциации протекает в меньшей степени, чем предыдущая. То есть, молекулы H3PO4 диссоциируют лучше (в большей степени), чем ионы H2PO4 , которые, в свою очередь, диссоциируют лучше, чем ионы HPO42-. Связано такое явление с увеличением заряда кислотных остатков,  вследствие чего возрастает прочность связи между ними и положительными ионами H+.

Из многоосновных кислот исключением является серная кислота. Поскольку данная кислота хорошо диссоциирует по обоим ступеням, допустимо записывать уравнение ее диссоциации в одну стадию:

H2SO4 2H+ + SO42-

2. Взаимодействие кислот с металлами

Седьмым пунктом в классификации кислот мы указали их окислительные свойства. Было указано, что кислоты бывают слабыми окислителями и сильными окислителями. Подавляющее большинство кислот (практически все кроме H2SO4(конц.) и HNO3) являются слабыми окислителями, так как могут проявлять свою окисляющую способность только  за счет катионов водорода. Такие кислоты могут окислить из металлов только те, которые находятся в ряду активности левее водорода, при этом в качестве продуктов образуется соль соответствующего металла и водород. Например:

H2SO4(разб.) + Zn  ZnSO4 + H2

2HCl + Fe  FeCl2 + H2

Что касается кислот-сильных окислителей, т.е. H2SO4 (конц.) и HNO3, то список металлов, на которые они действуют, намного шире, и в него входят как все металлы до водорода в ряду активности, так и практически все после. То есть концентрированная серная кислота и азотная кислота любой концентрации, например, будут окислять даже такие малоактивные металлы, как медь, ртуть, серебро. Более подробно взаимодействие азотной кислоты и серной концентрированной с металлами, а также некоторыми другими веществами из-за их специфичности будет рассмотрено отдельно в конце данной главы.

3. Взаимодействие кислот с основными и амфотерными оксидами

Кислоты реагируют с  основными и амфотерными оксидами. Кремниевая кислота, поскольку является нерастворимой, в реакцию с малоактивными основными оксидами и амфотерными оксидами не вступает:

H2SO4 + ZnO ZnSO+ H2O

6HNO3 + Fe2O3 2Fe(NO3)3 + 3H2O

H2SiO3 + FeO ≠

4. Взаимодействие кислот с основаниями и амфотерными гидроксидами

HCl + NaOH H2O + NaCl

3H2SO4 + 2Al(OH)3  Al2(SO4)3 + 6H2O

5. Взаимодействие кислот с солями

Данная реакция протекает в случае, если образуется осадок, газ либо существенно более слабая кислота, чем та, которая вступает в реакцию. Например:

H2SO4 + Ba(NO3)2 BaSO4↓ + 2HNO3

CH3COOH + Na2SO3 CH3COONa + SO2↑ + H2O

HCOONa + HCl HCOOH + NaCl

6. Специфические окислительные свойства азотной и концентрированной серной кислот

Как уже было сказано выше, азотная кислота в любой концентрации, а также серная кислота исключительно в концентрированном состоянии являются очень сильными окислителями. В частности, в отличие от остальных кислот они окисляют не только металлы, которые находятся до водорода в ряду активности, но и практически все металлы после него (кроме платины и золота).

Так, например, они способны окислить медь, серебро и ртуть. Следует однако твердо усвоить тот факт, что ряд металлов (Fe, Cr, Al) несмотря на то, что являются довольно активными (находятся до водорода), тем не менее, не реагируют с концентрированной HNO3 и концентрированной H2SO4  без нагревания по причине явления пассивации — на поверхности таких металлов образуется защитная пленка из твердых продуктов окисления, которая не позволяет молекулами концентрированной серной  и концентрированной азотной кислот проникать вглубь металла для протекания реакции. Однако, при сильном нагревании реакция все таки протекает.

В случае взаимодействия с металлами обязательными продуктами всегда являются соль соответствующего метала и используемой кислоты, а также вода. Также всегда выделяется третий продукт, формула которого  зависит от многих факторов, в частности, таких, как активность металлов, а также концентрация кислот и температура проведения реакций.

Высокая окислительная способность концентрированной серной  и концентрированной азотной кислот позволяет им реагировать не только практическим со всеми металлами ряда активности, но даже со многими твердыми неметаллами, в частности, с фосфором, серой, углеродом. Ниже в таблице наглядно представлены продукты взаимодействия серной и азотной кислот с металлами и неметаллами в зависимости от концентрации:

7. Восстановительные свойства бескислородных кислот

Все бескислородные кислоты (кроме HF) могут проявлять восстановительные свойства за счет химического элемента, входящего в состав аниона, при действии различных окислителей. Так, например, все галогеноводородные кислоты (кроме HF) окисляются диоксидом марганца, перманганатом калия, дихроматом калия. При этом галогенид-ионы окисляются до свободных галогенов:

4HCl + MnO2 MnCl2 + Cl2↑ + 2H2O

18HBr + 2KMnO4 2KBr + 2MnBr2 + 8H2O + 5Br2

14НI + K2Cr2O7 3I2↓ + 2Crl3 + 2KI + 7H2O

Среди всех галогеноводородных кислот наибольшей восстановительной активностью обладает иодоводородная кислота. В отличие от других галогеноводородных кислот ее могут окислить даже оксид и соли трехвалентного железа.

6HI + Fe2O3 2FeI2 + I2↓ + 3H2O

2HI + 2FeCl3 2FeCl2 + I2↓ + 2HCl

Высокой восстановительной активностью обладает также и сероводородная кислота H2S. Ее может окислить даже такой окислитель, как диоксид серы:

2H2S + SO2  3S↓+ 2H2O

scienceforyou.ru

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *