Kwasy- substancje złożone składające się z jednego lub więcej atomów wodoru, które można zastąpić atomami metali i resztami kwasowymi.
Klasyfikacja kwasów
1. Według liczby atomów wodoru: liczba atomów wodoru ( N ) określa zasadowość kwasów:
N= 1 monozasada
N= 2 dizasady
N= 3 tribazy
2. Według składu:
a) Tabela kwasów zawierających tlen, reszt kwasowych i odpowiednich tlenków kwasowych:
Kwas (H n A) |
Pozostałość kwasu (A) |
Odpowiedni tlenek kwasowy |
H 2 SO 4 siarkowy |
Siarczan SO 4 (II). |
SO3 tlenek siarki (VI) |
Azot HNO3 |
Azotan NO3(I). |
N 2 O 5 tlenek azotu (V) |
Mangan HMnO 4 |
Nadmanganian MnO 4 (I). |
Mn2O7 tlenek manganu ( VII) |
H 2 SO 3 siarkowy |
Siarczan SO 3 (II). |
SO2 tlenek siarki (IV) |
H 3 PO 4 ortofosforowy |
Ortofosforan PO4(III). |
Tlenek fosforu P 2 O 5 (V) |
HNO2 azotowy |
Azotyn NO 2 (I). |
N 2 O 3 tlenek azotu (III) |
Węgiel H2CO3 |
Węglan CO3(II). |
CO2 tlenek węgla ( IV) |
H2SiO3 krzem |
Krzemian SiO3(II). |
Tlenek krzemu(IV) SiO2 |
HClO podchlorawy |
Podchloryn ClO(I). |
C l 2 O tlenek chloru (I) |
Chlorek HClO2 |
ClO2 (I) chloryn |
C l 2 O 3 tlenek chloru (III) |
chloran HClO3 |
Chloran ClO3(I). |
Tlenek chloru C l 2 O 5 (V) |
chlor HClO4 |
Nadchloran ClO 4 (I). |
Tlenek chloru C l 2 O 7 (VII) |
b) Tabela kwasów beztlenowych
Kwas (H nie) |
Pozostałość kwasu (A) |
HCl chlorowodorowy, solny |
Chlorek Cl(I). |
H2S siarkowodór |
Siarczek S(II). |
bromowodór HBr |
Bromek Br(I). |
HI jodowodór |
Ja(Ja)jodek |
HF fluorowodór, fluor |
Fluorek F(I). |
Właściwości fizyczne kwasów
Wiele kwasów, takich jak siarkowy, azotowy i chlorowodorowy, to bezbarwne ciecze. znane są również kwasy stałe: ortofosforowy, metafosforowy HPO 3, borowy H 3 BO 3 . Prawie wszystkie kwasy są rozpuszczalne w wodzie. Przykładem nierozpuszczalnego kwasu jest kwas krzemowy H2SiO3 . Roztwory kwasowe mają kwaśny smak. Na przykład wiele owoców nadaje kwaśny smak ze względu na zawarte w nich kwasy. Stąd nazwy kwasów: cytrynowy, jabłkowy itp.
Metody wytwarzania kwasów
beztlenowy |
zawierający tlen |
HCl, HBr, HI, HF, H2S |
HNO 3, H 2 SO 4 i inne |
OTRZYMUJĄCY |
|
1. Bezpośrednie oddziaływanie niemetali H2 + Cl2 = 2 HCl |
1. Tlenek kwasowy + woda = kwas SO 3 + H 2 O = H 2 SO 4 |
2. Reakcja wymiany pomiędzy solą i mniej lotnym kwasem 2 NaCl (tv.) + H 2 SO 4 (stęż.) = Na 2 SO 4 + 2 HCl |
Właściwości chemiczne kwasów
1. Zmień kolor wskaźników
Nazwa wskaźnika |
Neutralne środowisko |
Kwaśne środowisko |
Lakmus |
Fioletowy |
Czerwony |
Fenoloftaleina |
Bezbarwny |
Bezbarwny |
Pomarańcz metylowy |
Pomarańczowy |
Czerwony |
Uniwersalny papier wskaźnikowy |
Pomarańczowy |
Czerwony |
2. Reaguj z metalami w szeregu aktywności do H 2
(oprócz HNO 3 –kwas azotowy)
Wideo „Oddziaływanie kwasów z metalami”
Ja + KWAS = SÓL + H 2 (r. podstawienie)
Zn + 2 HCl = ZnCl 2 + H 2
3. Z tlenkami zasadowymi (amfoterycznymi). – tlenki metali
Wideo „Oddziaływanie tlenków metali z kwasami”
Futro x O y + KWAS = SÓL + H 2 O (wymień rubla)
4. Reaguj z zasadami – reakcja neutralizacji
KWAS + ZASADA = SÓL + H 2 O (wymień rubla)
H 3 PO 4 + 3 NaOH = Na 3 PO 4 + 3 H 2 O
5. Reaguj z solami słabych, lotnych kwasów - jeżeli utworzy się kwas, wytrąci się lub wydzieli się gaz:
2 NaCl (tv.) + H 2 SO 4 (stęż.) = Na 2 SO 4 + 2 HCl ( R . giełda )
Wideo „Oddziaływanie kwasów z solami”
6. Rozkład kwasów zawierających tlen podczas ogrzewania
(oprócz H 2 WIĘC 4 ; H 3 PO 4 )
KWAS = TLENEK KWASOWY + WODA (r. ekspansja)
Pamiętać!Niestabilne kwasy (węglowy i siarkowy) - rozkładają się na gaz i wodę:
H 2 CO 3 ↔ H 2 O + CO 2
H 2 SO 3 ↔ H 2 O + SO 2
Kwas siarkowodorowy w produktach uwalniany w postaci gazu:
CaS + 2HCl = H2S+okCl2
ZADANIA ZADANIA
nr 1. Uporządkuj w tabeli wzory chemiczne kwasów. Nadaj im nazwy:
LiOH, Mn 2 O 7, CaO, Na 3 PO 4, H 2 S, MnO, Fe (OH) 3, Cr 2 O 3, HI, HClO 4, HBr, CaCl 2, Na 2 O, HCl, H 2 SO 4, HNO 3, HMnO 4, Ca (OH) 2, SiO 2, Kwasy
Bes-kwaśny-
krewni
Zawierający tlen
rozpuszczalny
nierozpuszczalny
jeden-
podstawowy
dwa podstawowe
trzy podstawowe
Nr 2. Zapisz równania reakcji:
Ca + HCl
Na+H2SO4
Al+H2S
Ca+H3PO4
Nazwij produkty reakcji.
Nr 3. Zapisz równania reakcji i nazwij produkty:
Na2O + H2CO3
ZnO + HCl
CaO + HNO3
Fe 2 O 3 + H 2 SO 4
nr 4. Zapisz równania reakcji kwasów z zasadami i solami:
KOH + HNO3
NaOH + H2SO3
Ca(OH)2 + H2S
Al(OH)3 + HF
HCl + Na2SiO3
H2SO4 + K2CO3
HNO3 + CaCO3
Nazwij produkty reakcji.
ĆWICZENIA
Trener nr 1. „Wzór i nazwy kwasów”
Trener nr 2. „Ustalenie zgodności: wzór kwasowy – wzór tlenkowy”
Środki ostrożności - Pierwsza pomoc w przypadku kontaktu kwasu ze skórą
Środki ostrożności -
Substancje złożone składające się z atomów wodoru i reszty kwasowej nazywane są kwasami mineralnymi lub nieorganicznymi. Pozostałością kwasową są tlenki i niemetale połączone z wodorem. Główną właściwością kwasów jest zdolność do tworzenia soli.
Klasyfikacja
Podstawowy wzór kwasów mineralnych to HnAc, gdzie Ac oznacza resztę kwasową. W zależności od składu reszty kwasowej wyróżnia się dwa rodzaje kwasów:
- tlen zawierający tlen;
- beztlenowy, składający się wyłącznie z wodoru i niemetalu.
Główną listę kwasów nieorganicznych według rodzaju przedstawiono w tabeli.
Typ |
Nazwa |
Formuła |
Tlen |
||
Azotowy |
||
Dichrom |
||
Jod |
||
Krzem - metakrzem i ortokrzem |
H 2 SiO 3 i H 4 SiO 4 |
|
Mangan |
||
Mangan |
||
Metafosforowy |
||
Arsen |
||
Ortofosforowy |
||
Siarkawy |
||
Tiosiarka |
||
Tetrationowy |
||
Węgiel |
||
Fosfor |
||
Fosfor |
||
Chlorawy |
||
Chlorek |
||
Podchlorany |
||
Chrom |
||
Cyjan |
||
Beztlenowy |
Fluorowodny (fluorowy) |
|
Solny (sól) |
||
Bromowodorowy |
||
jodowodorowy |
||
Siarkowodór |
||
Cyjanowodór |
Ponadto kwasy dzieli się ze względu na ich właściwości według następujących kryteriów:
- rozpuszczalność: rozpuszczalny (HNO 3, HCl) i nierozpuszczalny (H 2 SiO 3);
- zmienność: lotny (H 2 S, HCl) i nielotny (H 2 SO 4, H 3 PO 4);
- stopień dysocjacji: mocny (HNO 3) i słaby (H 2 CO 3).
Ryż. 1. Schemat klasyfikacji kwasów.
Do oznaczania kwasów mineralnych używa się tradycyjnych i banalnych nazw. Tradycyjne nazwy odpowiadają nazwie pierwiastka tworzącego kwas z dodatkiem morfemów -naya, -ovaya, a także -istaya, -novataya, -novataya, aby wskazać stopień utlenienia.
Paragon
Główne metody wytwarzania kwasów przedstawiono w tabeli.
Właściwości
Większość kwasów to ciecze o kwaśnym smaku. Kwasy wolframowe, chromowe, borowe i kilka innych są w stanie stałym w normalnych warunkach. Niektóre kwasy (H 2 CO 3, H 2 SO 3, HClO) występują tylko w postaci roztworu wodnego i zaliczają się do słabych kwasów.
Ryż. 2. Kwas chromowy.
Kwasy to substancje czynne, które reagują:
- z metalami:
Ca + 2HCl = CaCl2 + H2;
- z tlenkami:
CaO + 2HCl = CaCl2 + H2O;
- z podstawą:
H2SO4 + 2KOH = K2SO4 + 2H2O;
- z solami:
Na2CO3 + 2HCl = 2NaCl + CO2 + H2O.
Wszystkim reakcjom towarzyszy tworzenie się soli.
Możliwa jest reakcja jakościowa ze zmianą koloru wskaźnika:
- lakmus zmienia kolor na czerwony;
- oranż metylowy – do różu;
- fenoloftaleina nie ulega zmianie.
Ryż. 3. Kolory wskaźników reakcji kwasu.
Właściwości chemiczne kwasów mineralnych są określone przez ich zdolność do dysocjacji w wodzie z utworzeniem kationów wodorowych i anionów reszt wodorowych. Kwasy, które nieodwracalnie reagują z wodą (całkowicie dysocjują) nazywane są mocnymi. Należą do nich chlor, azot, siarka i chlorowodór.
Czego się nauczyliśmy?
Kwasy nieorganiczne powstają z wodoru i reszty kwasowej, którą jest atom niemetalu lub tlenek. W zależności od charakteru pozostałości kwasowych kwasy dzielą się na beztlenowe i zawierające tlen. Wszystkie kwasy mają kwaśny smak i są zdolne do dysocjacji w środowisku wodnym (rozpadu na kationy i aniony). Kwasy otrzymuje się z prostych substancji, tlenków i soli. Podczas interakcji z metalami, tlenkami, zasadami i solami kwasy tworzą sole.
Testuj w temacie
Ocena raportu
Średnia ocena: 4.4. Łączna liczba otrzymanych ocen: 120.
Kwasy można klasyfikować według różnych kryteriów:
1) Obecność atomów tlenu w kwasie
2) Zasadowość kwasowa
Zasadowość kwasu to liczba „ruchomych” atomów wodoru w jego cząsteczce, które po dysocjacji mogą zostać oddzielone od cząsteczki kwasu w postaci kationów wodoru H +, a także zastąpione atomami metali:
4) Rozpuszczalność
5) Stabilność
7) Właściwości utleniające
Właściwości chemiczne kwasów
1. Zdolność do dysocjacji
Kwasy w roztworach wodnych dysocjują na kationy wodoru i reszty kwasowe. Jak już wspomniano, kwasy dzielą się na dobrze dysocjujące (silne) i słabo dysocjujące (słabe). Pisząc równanie dysocjacji dla mocnych kwasów jednozasadowych, stosuje się jedną strzałkę skierowaną w prawo () lub znak równości (=), co pokazuje, że taka dysocjacja jest praktycznie nieodwracalna. Na przykład równanie dysocjacji mocnego kwasu solnego można zapisać na dwa sposoby:
lub w tej postaci: HCl = H + + Cl -
lub w ten sposób: HCl → H + + Cl -
Tak naprawdę kierunek strzałki mówi nam, że odwrotny proces łączenia kationów wodorowych z resztami kwasowymi (asocjacja) praktycznie nie zachodzi w mocnych kwasach.
W przypadku, gdy chcemy napisać równanie dysocjacji słabego kwasu monoprotonowego, musimy zamiast znaku użyć w równaniu dwóch strzałek. Znak ten odzwierciedla odwracalność dysocjacji słabych kwasów - w ich przypadku silnie zaznacza się odwrotny proces łączenia kationów wodorowych z resztami kwasowymi:
CH 3 COOH CH 3 COO — + H +
Kwasy wielozasadowe dysocjują stopniowo, tj. Kationy wodoru oddzielają się od swoich cząsteczek nie jednocześnie, ale jeden po drugim. Z tego powodu dysocjację takich kwasów wyraża się nie jednym, ale kilkoma równaniami, których liczba jest równa zasadowości kwasu. Na przykład dysocjacja trójzasadowego kwasu fosforowego zachodzi w trzech etapach z naprzemiennym oddzielaniem kationów H +:
H 3 PO 4 H + + H 2 PO 4 —
H 2 PO 4 - H + + HPO 4 2-
HPO 4 2- H + + PO 4 3-
Należy zaznaczyć, że każdy kolejny etap dysocjacji zachodzi w mniejszym stopniu niż poprzedni. Oznacza to, że cząsteczki H 3 PO 4 dysocjują lepiej (w większym stopniu) niż jony H 2 PO 4, które z kolei dysocjują lepiej niż jony HPO 4 2-. Zjawisko to wiąże się ze wzrostem ładunku reszt kwasowych, w wyniku czego wzrasta siła wiązania pomiędzy nimi a dodatnimi jonami H+.
Spośród kwasów wielozasadowych wyjątkiem jest kwas siarkowy. Ponieważ kwas ten dobrze dysocjuje w obu etapach, dopuszczalne jest napisanie równania jego dysocjacji w jednym etapie:
H 2 SO 4 2H + + SO 4 2-
2. Oddziaływanie kwasów z metalami
Siódmym punktem klasyfikacji kwasów są ich właściwości utleniające. Stwierdzono, że kwasy są utleniaczami słabymi i utleniaczami mocnymi. Zdecydowana większość kwasów (prawie wszystkie z wyjątkiem H 2 SO 4 (stęż.) i HNO 3) to słabe środki utleniające, ponieważ mogą wykazywać swoją zdolność utleniającą jedynie z powodu kationów wodoru. Takie kwasy mogą utleniać tylko te metale, które znajdują się w szeregu aktywności na lewo od wodoru, a sól odpowiedniego metalu i wodór tworzą się jako produkty. Na przykład:
H 2 SO 4 (rozcieńczony) + Zn ZnSO 4 + H 2
2HCl + Fe FeCl 2 + H 2
Jeśli chodzi o silne kwasy utleniające, tj. H 2 SO 4 (stęż.) i HNO 3 , wówczas lista metali, na które działają, jest znacznie szersza i obejmuje wszystkie metale przed wodorem w szeregu aktywności i prawie wszystko po nim. Oznacza to, że na przykład stężony kwas siarkowy i kwas azotowy o dowolnym stężeniu utleniają nawet metale o niskiej aktywności, takie jak miedź, rtęć i srebro. Oddziaływanie kwasu azotowego i stężonego kwasu siarkowego z metalami, a także niektórymi innymi substancjami, ze względu na ich specyfikę, zostanie omówione osobno na końcu tego rozdziału.
3. Oddziaływanie kwasów z tlenkami zasadowymi i amfoterycznymi
Kwasy reagują z tlenkami zasadowymi i amfoterycznymi. Kwas krzemowy, ponieważ jest nierozpuszczalny, nie reaguje z niskoaktywnymi tlenkami zasadowymi i tlenkami amfoterycznymi:
H 2 SO 4 + ZnO ZnSO 4 + H 2 O
6HNO 3 + Fe 2 O 3 2Fe(NO 3) 3 + 3H 2 O
H2SiO3 + FeO ≠
4. Oddziaływanie kwasów z zasadami i wodorotlenkami amfoterycznymi
HCl + NaOH H2O + NaCl
3H 2 SO 4 + 2Al(OH) 3 Al 2 (SO 4) 3 + 6H 2 O
5. Oddziaływanie kwasów z solami
Ta reakcja zachodzi, jeśli wytrąci się osad, gaz lub znacznie słabszy kwas niż ten, który reaguje. Na przykład:
H 2 SO 4 + Ba(NO 3) 2 BaSO 4 ↓ + 2HNO 3
CH 3 COOH + Na 2 SO 3 CH 3 COONa + SO 2 + H 2 O
HCOONa + HCl HCOOH + NaCl
6. Specyficzne właściwości utleniające kwasu azotowego i stężonego kwasu siarkowego
Jak wspomniano powyżej, kwas azotowy w dowolnym stężeniu, a także kwas siarkowy wyłącznie w stanie stężonym, są bardzo silnymi utleniaczami. W szczególności, w przeciwieństwie do innych kwasów, utleniają nie tylko metale znajdujące się w szeregu aktywności przed wodorem, ale także prawie wszystkie metale po nim (z wyjątkiem platyny i złota).
Na przykład są zdolne do utleniania miedzi, srebra i rtęci. Należy jednak mocno pojąć, że wiele metali (Fe, Cr, Al), mimo że są dość aktywne (dostępne przed wodorem), to jednak nie reagują ze stężonym HNO 3 i stężonym H 2 SO 4 bez nagrzewanie powoduje zjawisko pasywacji - na powierzchni takich metali tworzy się ochronny film ze stałych produktów utleniania, który nie pozwala cząsteczkom stężonego kwasu siarkowego i stężonego kwasu azotowego wniknąć w głąb metalu, aby zaszła reakcja. Jednak przy silnym ogrzewaniu reakcja nadal zachodzi.
W przypadku interakcji z metalami obowiązkowymi produktami są zawsze sól odpowiedniego metalu i zastosowany kwas, a także woda. Zawsze wyodrębnia się również trzeci produkt, którego skład zależy od wielu czynników, w szczególności takich jak aktywność metali, a także stężenie kwasów i temperatura reakcji.
Wysoka zdolność utleniająca stężonych kwasów siarkowych i stężonych kwasów azotowych pozwala im reagować nie tylko z praktycznie wszystkimi metalami szeregu aktywności, ale nawet z wieloma stałymi niemetalami, w szczególności z fosforem, siarką i węglem. Poniższa tabela wyraźnie pokazuje produkty oddziaływania kwasów siarkowego i azotowego z metalami i niemetalami w zależności od stężenia:
7. Właściwości redukujące kwasów beztlenowych
Wszystkie kwasy beztlenowe (z wyjątkiem HF) mogą wykazywać właściwości redukujące ze względu na pierwiastek chemiczny zawarty w anionie pod działaniem różnych środków utleniających. Na przykład wszystkie kwasy halogenowodorowe (z wyjątkiem HF) są utleniane przez dwutlenek manganu, nadmanganian potasu i dichromian potasu. W tym przypadku jony halogenkowe utleniają się do wolnych halogenów:
4HCl + MnO 2 MnCl 2 + Cl 2 + 2H 2 O
18HBr + 2KMnO4 2KBr + 2MnBr2 + 8H2O + 5Br2
14НI + K 2 Cr 2 O 7 3I 2 ↓ + 2Crl 3 + 2KI + 7H 2 O
Spośród wszystkich kwasów halogenowodorowych największą aktywność redukującą ma kwas jodowodorowy. W przeciwieństwie do innych kwasów halogenowodorowych, nawet tlenek żelaza i sole mogą go utleniać.
6HI + Fe 2 O 3 2FeI 2 + I 2 ↓ + 3H 2 O
2HI + 2FeCl 3 2FeCl 2 + I 2 ↓ + 2HCl
Kwas siarkowodorowy H2S ma również wysoką aktywność redukującą. Nawet środek utleniający, taki jak dwutlenek siarki, może go utlenić.
Nie lekceważ roli kwasów w naszym życiu, gdyż wiele z nich jest po prostu niezastąpionych w życiu codziennym. Na początek przypomnijmy sobie, czym są kwasy. Są to substancje złożone. Wzór zapisuje się w następujący sposób: HnA, gdzie H to wodór, n to liczba atomów, A to reszta kwasowa.
Do głównych właściwości kwasów należy zdolność zastępowania cząsteczek atomów wodoru atomami metali. Większość z nich jest nie tylko żrąca, ale także bardzo trująca. Ale są też takie, z którymi spotykamy się stale, bez szkody dla naszego zdrowia: witamina C, kwas cytrynowy, kwas mlekowy. Rozważmy podstawowe właściwości kwasów.
Właściwości fizyczne
Właściwości fizyczne kwasów często dostarczają wskazówek co do ich charakteru. Kwasy mogą występować w trzech postaciach: stałej, ciekłej i gazowej. Na przykład: kwas azotowy (HNO3) i kwas siarkowy (H2SO4) to bezbarwne ciecze; borowy (H3BO3) i metafosforowy (HPO3) to kwasy stałe. Niektóre z nich mają kolor i zapach. Różne kwasy różnie rozpuszczają się w wodzie. Są też nierozpuszczalne: H2SiO3 – krzem. Substancje płynne mają kwaśny smak. Nazwy niektórych kwasów pochodzą od owoców, w których się znajdują: kwas jabłkowy, kwas cytrynowy. Inne wzięły swoją nazwę od zawartych w nich pierwiastków chemicznych.
Klasyfikacja kwasów
Kwasy są zwykle klasyfikowane według kilku kryteriów. Pierwszy opiera się na zawartości tlenu w nich. Mianowicie: zawierający tlen (HClO4 – chlor) i beztlenowy (H2S – siarkowodór).
Według liczby atomów wodoru (według zasadowości):
- Jednozasadowy – zawiera jeden atom wodoru (HMnO4);
- Dwuzasadowy – ma dwa atomy wodoru (H2CO3);
- Odpowiednio trójzasadowy ma trzy atomy wodoru (H3BO);
- Wielozasadowe - mają cztery lub więcej atomów, są rzadkie (H4P2O7).
Według klas związków chemicznych dzieli się je na kwasy organiczne i nieorganiczne. Te pierwsze występują głównie w produktach pochodzenia roślinnego: kwas octowy, mlekowy, nikotynowy, askorbinowy. Do kwasów nieorganicznych zalicza się: siarkowy, azotowy, borowy, arsenowy. Spektrum ich zastosowań jest dość szerokie, począwszy od potrzeb przemysłowych (produkcja barwników, elektrolitów, ceramiki, nawozów itp.) po gotowanie czy czyszczenie kanałów ściekowych. Kwasy można również klasyfikować według siły, lotności, stabilności i rozpuszczalności w wodzie.
Właściwości chemiczne
Rozważmy podstawowe właściwości chemiczne kwasów.
- Pierwszą z nich jest interakcja ze wskaźnikami. Jako wskaźniki stosuje się lakmus, oranż metylowy, fenoloftaleinę i uniwersalny papierek wskaźnikowy. W roztworach kwasowych kolor wskaźnika zmieni kolor: lakmusowy i uniwersalny ind. papier zmieni kolor na czerwony, oranż metylowy zmieni kolor na różowy, fenoloftaleina pozostanie bezbarwna.
- Drugim jest oddziaływanie kwasów z zasadami. Reakcja ta nazywana jest również neutralizacją. Kwas reaguje z zasadą dając sól + wodę. Na przykład: H2SO4+Ca(OH)2=CaSO4+2H2O.
- Ponieważ prawie wszystkie kwasy są dobrze rozpuszczalne w wodzie, neutralizację można przeprowadzić zarówno przy użyciu rozpuszczalnych, jak i nierozpuszczalnych zasad. Wyjątkiem jest kwas krzemowy, który jest prawie nierozpuszczalny w wodzie. Do jego zneutralizowania potrzebne są zasady takie jak KOH czy NaOH (są rozpuszczalne w wodzie).
- Trzeci to oddziaływanie kwasów z zasadowymi tlenkami. Zachodzi tu także reakcja zobojętniania. Tlenki zasadowe są bliskimi „krewnymi” zasad, dlatego reakcja jest taka sama. Z tych utleniających właściwości kwasów korzystamy bardzo często. Na przykład, aby usunąć rdzę z rur. Kwas reaguje z tlenkiem tworząc rozpuszczalną sól.
- Po czwarte - reakcja z metalami. Nie wszystkie metale reagują równie dobrze z kwasami. Dzieli się je na aktywne (K, Ba, Ca, Na, Mg, Al, Mn, Zn, Cr, Fe, Ni, Sn. Pb) i nieaktywne (Cu, Hg, Ag, Pt, Au). Warto zwrócić także uwagę na moc kwasu (silny, słaby). Na przykład kwas solny i siarkowy mogą reagować ze wszystkimi nieaktywnymi metalami, natomiast kwas cytrynowy i szczawiowy są tak słabe, że reagują bardzo powoli nawet z metalami aktywnymi.
- Po piąte, reakcja kwasów zawierających tlen na ogrzewanie. Prawie wszystkie kwasy z tej grupy rozkładają się pod wpływem ogrzewania na tlenek tlenu i wodę. Wyjątkiem są kwas węglowy (H3PO4) i kwas siarkawy (H2SO4). Po podgrzaniu rozkładają się na wodę i gaz. Należy o tym pamiętać. To wszystkie podstawowe właściwości kwasów.
Są to substancje, które w roztworach dysocjują, tworząc jony wodorowe.
Kwasy klasyfikuje się według ich mocy, zasadowości oraz obecności lub braku tlenu w kwasie.
SiłąKwasy dzielą się na mocne i słabe. Najważniejszymi mocnymi kwasami są azot HNO 3, siarkowy H2SO4 i chlorowodorowy HCl.
Według obecności tlenu rozróżnia kwasy zawierające tlen ( HNO3, H3PO4 itp.) i kwasy beztlenowe ( HCl, H2S, HCN itp.).
Przez zasadowość, tj. W zależności od liczby atomów wodoru w cząsteczce kwasu, które można zastąpić atomami metalu, tworząc sól, kwasy dzielą się na jednozasadowe (na przykład HNO 3, HCl), dwuzasadowy (H 2 S, H 2 SO 4), trójzasadowy (H 3 PO 4) itp.
Nazwy kwasów beztlenowych pochodzą od nazwy niemetalu z dodatkiem końcówki -wodór: HCl - kwas solny, H2S e - kwas hydroselenowy, HCN - kwas cyjanowodorowy.
Nazwy kwasów zawierających tlen powstają również z rosyjskiej nazwy odpowiedniego pierwiastka z dodatkiem słowa „kwas”. W tym przypadku nazwa kwasu, w którym pierwiastek jest na najwyższym stopniu utlenienia, kończy się na „naya” lub „ova”, np. H2SO4 - kwas siarkowy, HClO4 - kwas nadchlorowy, H3AsO4 - kwas arsenowy. Wraz ze spadkiem stopnia utlenienia pierwiastka kwasotwórczego końcówki zmieniają się w następującej kolejności: „jajowate” ( HClO3 - kwas nadchlorowy), „stały” ( HClO2 - kwas chlorawy), „jajowaty” ( H O kl - kwas podchlorawy). Jeśli pierwiastek tworzy kwasy będąc tylko na dwóch stopniach utlenienia, wówczas nazwa kwasu odpowiadająca najniższemu stopniowi utlenienia pierwiastka otrzymuje końcówkę „iste” ( HNO3 - kwas azotowy, HNO2 - kwas azotawy).
Tabela - Najważniejsze kwasy i ich sole
Kwas |
Nazwy odpowiednich soli normalnych |
|
Nazwa |
Formuła |
|
Azot |
HNO3 |
Azotany |
Azotowy |
HNO2 |
Azotyny |
Borowy (ortoboryczny) |
H3BO3 |
Borany (ortoborany) |
Bromowodorowy |
Bromki |
|
Jodowodorek |
Jodki |
|
Krzem |
H2SiO3 |
Krzemiany |
Mangan |
HMnO4 |
Nadmanganiany |
Metafosforowy |
HPO 3 |
Metafosforany |
Arsen |
H3AsO4 |
Arsenaty |
Arsen |
H3AsO3 |
Arsenity |
Ortofosforowy |
H3PO4 |
Ortofosforany (fosforany) |
Difosforowy (pirofosforowy) |
H4P2O7 |
Difosforany (pirofosforany) |
Dichrom |
H2Cr2O7 |
Dichromaty |
Siarkowy |
H2SO4 |
Siarczany |
Siarkawy |
H2SO3 |
Siarczyny |
Węgiel |
H2CO3 |
Węglany |
Fosfor |
H3PO3 |
Fosforyny |
Fluorowodny (fluorowy) |
Fluorki |
|
Solny (sól) |
Chlorki |
|
Chlor |
HClO4 |
Nadchlorany |
Chlorawy |
HClO3 |
Chlorany |
Podchlorany |
HClO |
Podchloryny |
Chrom |
H2CrO4 |
Chromiany |
Cyjanowodór (cyjankowy) |
Cyjanek |
Otrzymywanie kwasów
1. Kwasy beztlenowe można otrzymać przez bezpośrednie połączenie niemetali z wodorem:
H2 + Cl2 → 2HCl,
H 2 + S H 2 S.
2. Kwasy zawierające tlen można często otrzymać przez bezpośrednie połączenie tlenków kwasowych z wodą:
SO 3 + H 2 O = H 2 SO 4,
CO 2 + H 2 O = H 2 CO 3,
P 2 O 5 + H 2 O = 2 HPO 3.
3. Zarówno kwasy beztlenowe, jak i zawierające tlen można otrzymać w wyniku reakcji wymiany pomiędzy solami i innymi kwasami:
BaBr2 + H2SO4 = BaSO4 + 2HBr,
CuSO 4 + H 2 S = H 2 SO 4 + CuS,
CaCO 3 + 2HBr = CaBr 2 + CO 2 + H 2 O.
4. W niektórych przypadkach reakcje redoks można wykorzystać do wytworzenia kwasów:
H 2 O 2 + SO 2 = H 2 SO 4,
3P + 5HNO3 + 2H2O = 3H3PO4 + 5NO.
Właściwości chemiczne kwasów
1. Najbardziej charakterystyczną właściwością chemiczną kwasów jest ich zdolność do reagowania z zasadami (oraz tlenkami zasadowymi i amfoterycznymi) tworząc sole, np.:
H2SO4 + 2NaOH = Na2SO4 + 2H2O,
2HNO 3 + FeO = Fe(NO 3) 2 + H 2 O,
2HCl + ZnO = ZnCl2 + H2O.
2. Zdolność do oddziaływania z niektórymi metalami w szeregach napięć aż do wodoru, z wydzielaniem wodoru:
Zn + 2HCl = ZnCl2 + H2,
2Al + 6HCl = 2AlCl3 + 3H2.
3. W przypadku soli, jeśli tworzy się słabo rozpuszczalna sól lub substancja lotna:
H 2 SO 4 + BaCl 2 = BaSO 4 ↓ + 2HCl,
2HCl + Na2CO3 = 2NaCl + H2O + CO2,
2KHCO 3 + H 2 SO 4 = K 2 SO 4 +2SO 2+ 2H 2O.
Należy pamiętać, że kwasy wielozasadowe dysocjują etapowo, a łatwość dysocjacji na każdym etapie maleje, dlatego w przypadku kwasów wielozasadowych zamiast soli średnich często tworzą się sole kwasowe (w przypadku nadmiaru reagującego kwasu):
Na 2 S + H 3 PO 4 = Na 2 HPO 4 + H 2 S,
NaOH + H3PO4 = NaH2PO4 + H2O.
4. Szczególnym przypadkiem oddziaływania kwas-zasada jest reakcja kwasów ze wskaźnikami, prowadząca do zmiany koloru, co od dawna wykorzystuje się do jakościowego wykrywania kwasów w roztworach. Tak więc lakmus zmienia kolor w kwaśnym środowisku na czerwony.
5. Po podgrzaniu kwasy zawierające tlen rozkładają się na tlenek i wodę (najlepiej w obecności środka usuwającego wodę P2O5):
H2SO4 = H2O + SO3,
H 2 SiO 3 = H 2 O + SiO 2.
M.V. Andryukhova, L.N. Borodina