Кислоты: классификация и химические свойства

Репетиторы
❯

Химия
❯
Кислоты: классификация и химические свойства

Автор: Татьяна С., онлайн репетитор по химии

●

28.11.2011

●

Раздел: Химия

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.

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, -PO_4, -SiO₃) – это сложные остатки.

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

H₂SO₄ + CuCl₂  → 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, HNO₂ – 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)₂  → 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 NO₂  + 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.

Остались вопросы?

Задайте свой вопрос и получите ответ от профессионального преподавателя.

Задать вопрос

Физика

Курсы по физике 10 класс

Математика

Математика 11 класс

Математика

Курсы по геометрии 8 класс

История России

Курс подготовки к ГИА по «Истории»

Испанский язык

Курсы испанского для начинающих

Цифровая фотография

Курс цифровой фотографии

Математика

Курсы по математике 10 класс

Математика

Курсы по алгебре 7 класс

классификация, свойства, получение и применение In-chemistry.

ru

Кислоты (неорганические, минеральные) — это сложные соединения состоящие из катиона водорода (H⁺) и аниона кислотного остатка(SO₃^2-, SO₄^2-, NO₃^—  и т.д). 

Кислотам дали такое название не просто так. Большинство из них имеют кислый вкус. С некоторыми из них знаком каждый из вас. Это, например, уксусная кислота, которая есть в каждом доме, аскорбиновая кислота (она же витамин C), лимонная кислота и т.д. Но не стоит все кислоты пробовать на вкус. Кислоты являются очень едкими веществами. Даже всем нам привычная и известная аскорбиновая кислота в большой концентрации будет вредна нашему организму. А от более сильных кислот — серной, соляной и даже уксусной — можно получить очень сильные ожоги, вплоть до летального исхода. Поэтому при работе с кислотами нужно быть осторожными, а также соблюдать технику безопасности!!!

Таблица названий некоторых кислот и их солей

Классификация кислот

Понятие «одноосновная кислота» произошло по причине того, что для нейтрализации одной молекулы одноосновной кислоты нам понадобится одна молекула основания.  для двухосновной — соответственно две молекулы и т. д.

Свойства кислот

Изменение цвета индикаторов в кислой среде

Химические свойства кислот

• Взаимодействие с металлами (в ряду активности находящихся до водорода), протекает с выделением газообразного водорода и образованием солей: 

H₂SO₄ + 2Na → Na₂SO₄ + H₂↑

Металлы, находящиеся в ряду активности после водорода,  не вступают в реакцию с кислотой (кроме концентрированной серной кислоты).

Азотная и концентрированная серная кислоты проявляют свойства окислителей, и продукты реакций будут зависеть от концентрации, температуры и природы восстановителя.

• Взаимодействуют с оксидами основных и амфотерных металлов с образованием солей и воды:

H₂SO₄ + MgO → MgSO₄ + H₂O

• С основаниями, с образованием солей и воды (так называемая реакция нейтрализации):

H₂SO₄ + 2NaOH → Na₂SO₄ + H₂O

• Кислоты могут взаимодействовать с солями, если в результате реакции будет образовываться нерастворимая соль, или выделяться газ:

H₂SO₄ + K₂CO₃ → K₂SO₄ + H₂O + CO₂↑

• Сильные кислоты могут вытеснять из солей более слабые кислоты:

3H₂SO₄ + 2K₃PO₄ → 3K₂SO₄ + H₃PO₄

Получение кислот

• Взаимодействие кислотного оксида с водой:

H₂O + SO₃ →H₂SO₄

• Взаимодействие водорода и неметалла:

H₂ + Cl₂ → 2HCl

• Вытеснение слабой кислоты из солей, более сильной кислотой:

3H₂SO₄ + 2K₃PO₄ → 3K₂SO₄ + H₃PO₄

Применение кислот

В настоящее время, минеральные и органические кислоты находят множество сфер применения.   

Серная кислота (H₂SO₄), находит широкое применение в химической технологии, для производства лакокрасочных материалов, производстве минеральных удобрений, в пищевой промышленности (пищевая добавка Е513), в качестве электролита в производстве аккумуляторных батарей.

Раствор двухромовокислого калия в серной кислоте (хромовая смесь) используются в лабораториях для мытья химической посуды. Являясь сильным окислителем, хромка позволяет отмывать посуду от следов загрязнений органическими веществами. Так же, хромовая смесь используется в органическом синтезе.

Борная кислота (H₃BO₃) используется в медицине как антисептик, в качестве флюса при пайке металлов, как борсодержащее удобрение, в домашнем хозяйстве используется как средство от тараканов.

Широко известны в домашнем использовании при выпечке уксусная и лимонная кислоты. Также в быту их используют для удаления накипи.

Знакомая всем с детства аскорбиновая кислота, более известная в народе как витамин С, применяется при лечении простудных заболеваний.

Азотная кислота (HNO₃) находит применение при производстве взрывчатых веществ, при производстве минеральных азотсодержащих удобрений (аммиачная, калиевая селитра), в производстве лекарственных средств (нитроглицерин).

кислот, важных для человеческого организма | Здоровое питание

Линдсей Бойерс Обновлено 06 декабря 2018 г.

Когда вы слышите слово «кислота», вы можете сразу подумать о жжении, покалывании и других неприятных вещах, но кислоты — это вещества, которые необходимы для здоровья человеческого организма. На химическом уровне под кислотой понимается все, что расщепляется и отдает раствору протоны или ионы водорода.Наиболее важными кислотами для человеческого организма являются аминокислоты, жирные кислоты, аскорбиновая кислота и соляная кислота.

Аминокислоты

Аминокислоты часто называют строительными блоками белка, потому что они являются неотъемлемой частью каждого белка в вашем организме. Ваше тело использует аминокислоты для создания нейротрансмиттеров, стимуляции роста мышц и создания коллагена и эластина (основных белков в коже, соединительной ткани и кровеносных сосудах). Ваш метаболизм также зависит от аминокислот, чтобы функционировать должным образом. Без них вы не смогли бы переваривать пищу и использовать ее для получения энергии.

Ваше тело нуждается в 20 различных аминокислотах, чтобы оставаться здоровым. Каждая из этих аминокислот одинаково важна, но девять из них классифицируются как незаменимые, а остальные 11 считаются заменимыми. Это связано с тем, что ваше тело может вырабатывать все 11 заменимых аминокислот, но вы можете получать девять незаменимых аминокислот, в том числе лизин, лейцин, изолейцин, метионин, триптофан, фенилаланин, треонин, валин и гистидин, только с пищей.

Жирные кислоты

Когда дело доходит до вашего здоровья, жирные кислоты, такие как омега-3 жирные кислоты и омега-6 жирные кислоты, не шутка. Жирные кислоты составляют основной компонент всех ваших клеток, структуру, называемую фосфолипидным бислоем. Если бы эта структура не была неповрежденной, ваше тело буквально развалилось бы на части. Жирные кислоты также имеют решающее значение для здоровья мозга и обмена веществ, расширения и сужения кровеносных сосудов и свертывания крови. Исследование, опубликованное в Psychiatry Research, показало, что жирные кислоты также могут помочь уменьшить симптомы депрессии.

Аскорбиновая кислота

Аскорбиновая кислота, более известная как витамин С, хорошо известна тем, что помогает бороться с простудой, укрепляя вашу иммунную систему, но этот витамин и антиоксидант делает гораздо больше. Он также помогает формировать белки, которые ваше тело использует для создания кровеносных сосудов, сухожилий, связок и кожи. Кроме того, аскорбиновая кислота играет важную роль в заживлении ран и формировании рубцовой ткани, а также помогает поддерживать здоровье хрящей, костей и зубов. Ваше тело также нуждается в аскорбиновой кислоте, чтобы правильно усваивать железо.

Поскольку ваш организм не может самостоятельно вырабатывать аскорбиновую кислоту, вы должны получать ее с пищей. Самыми богатыми источниками витамина С являются цитрусовые (апельсины, лимоны и грейпфруты), киви, манго, дыня, ананас, клубника, малина, черника, брокколи, брюссельская капуста, цветная капуста, болгарский перец, шпинат, белокочанная капуста, картофель (оба белые и сладкий), помидоры и зимние кабачки. Вы также можете удовлетворить свои потребности с помощью добавок, но цельные свежие продукты всегда лучше.

Соляная кислота

Соляная кислота, или HCl, является важным компонентом пищеварения. Ваш желудок содержит смесь HCl, хлорида калия и хлорида натрия, которые вместе расщепляют пищу, которую вы едите, и превращают соединение, называемое пепсиногеном, в пепсин, фермент, который помогает расщеплять белки на аминокислоты. Без достаточного количества желудочной кислоты вы не сможете расщепить пищу, которую едите, и, как следствие, ваше тело не сможет правильно усваивать питательные вещества из нее.

Что такое кислота в химии?

Кислоты представляют собой растворы, которые являются коррозионно-активными, особенно с металлами. Они реагируют с основаниями с образованием солей в реакциях нейтрализации.

Кислоты могут быть органическими и неорганическими, сильными или слабыми. Они часто возникают в природе. Например, соляная кислота содержится в желудках млекопитающих, в том числе человека. Кислоты также обычно вырабатываются растениями, например, лимонная кислота, содержащаяся в цитрусовых, таких как лимоны и апельсины.

В лабораторных условиях кислоты используются в качестве реагентов и аналитических растворов, особенно при титровании. Они также играют важную роль во многих промышленных процессах, таких как переработка нефти, производство удобрений и фармацевтическое производство.

Серная кислота, например, выступает в качестве основного сырья и реагента в различных процессах. Следовательно, он используется в самых разных отраслях, включая автомобильную, фармацевтическую, сталелитейную и текстильную промышленность.

В этом сообщении:

Что такое определение кислоты в химии?

Кислота имеет уровень pH менее 7 и реагирует с основаниями при нейтрализации. Подобно определению оснований, определение кислоты и связанные с ней концепции подразделяются на три основные теории: определение Аррениуса, определение Бренстеда-Лоури и определение Льюиса.

Определение Аррениуса

Названное в честь шведского ученого Сванте Аррениуса, это определение основано на наблюдении, что когда кислота растворяется в воде, она увеличивает концентрацию ионов водорода. Это означает, что кислота Аррениуса — это любое вещество, которое увеличивает количество ионов водорода (H+) при растворении в воде.

Это также вещество, которое производит другие типы ионов водорода в воде, например, ионы гидроксония (h4O+) или другие формы, такие как H5O2+, H9O4+.

Определение по Бренстеду-Лоури 

Согласно этой теории, кислота может действовать как кислота только в присутствии основания. И наоборот, основание может действовать как основание только в присутствии кислоты. Этот тезис определяет кислоту как донора протона к основанию, которое служит акцептором протона. Теория Аррениуса недостаточна для описания многих органических реакций, в которых не участвуют ионы гидроксония, таких как реакции динамического равновесия между уксусной кислотой и аммиаком, как показано ниже.

CH ₃ COOH+NH ₃ ⇌CH ₃ COO ^– +NH+4

Определение Льюиса

В 1923 г. базы. Определение Льюиса не включает перенос ионов водорода или протонов. Вместо этого в нем говорится, что кислота — это вещество, которое легко принимает пару электронов от другого вещества в растворе.

Как действуют кислоты

Ссылаясь на три определения кислот и оснований, кислота образует ионы водорода или гидроксония в воде, отдает протон основанию и принимает пару электронов. Кислота химически активна и, как следствие, может разъедать металлы и вызывать экзотермические реакции с основаниями.

Когда кислота растворяется в воде, она диссоциирует на положительно заряженный водород или катионы и отрицательно заряженные анионы. Диссоциация увеличивает количество ионов водорода или гидроксония в воде, что снижает уровень pH раствора. Если присутствуют металл, основание или другие химически активные вещества, они могут реагировать с кислотой, либо отдавая электронные пары, либо принимая протоны.

Различные типы кислот и их использование

Кислоты широко распространены в нашей повседневной жизни и могут быть обнаружены во всем, начиная от физиологических или биологических функций в нашем организме и заканчивая продуктами, которые мы потребляем.

Наш желудок представляет собой кислую среду из-за присутствия соляной кислоты, одного из основных компонентов пищеварительных соков, помогающих расщеплять пищу. Точно так же наша печень вырабатывает желчные кислоты, которые переваривают жиры в пище.

Мы также пьем апельсиновый сок и используем лимонный сок в кулинарии, оба из которых содержат лимонную кислоту. Мы приправляем нашу еду уксусной кислотой. Мы используем пластмассовые изделия, которые производятся с помощью кислот. Все это примеры различных типов кислот в повседневной жизни.

Ниже приведены некоторые распространенные примеры кислот и их применения.

Лимонная кислота 

Лимонная кислота – это органическая кислота, встречающаяся в природе. Он содержится в цитрусовых, таких как лимоны и апельсины. Он используется в качестве пищевого ароматизатора и пищевого консерванта.

Аскорбиновая кислота 

Это еще одна природная органическая кислота, обычно встречающаяся в цитрусовых. Также известный как витамин С, это мощный антиоксидант, который также используется для лечения цинги и заболеваний костного мозга.

Уксусная кислота

Уксусная кислота — это органическая кислота, которая часто используется для придания вкуса пище. Он также используется в качестве пищевого консерванта, например, при мариновании.

Серная кислота

Серная кислота — это неорганическая кислота, которая имеет множество применений. Он используется в качестве электролита в свинцовых батареях и является ключевым компонентом в промышленных процессах, таких как производство удобрений.

Борная кислота

Борная кислота также имеет несколько промышленных применений и обычно используется в производстве стекла, бумаги и кожи.

Сильные и слабые кислоты

Сила или слабость кислоты с точки зрения ее уровня pH в основном зависит от концентрации раствора кислоты. Чем выше концентрация, тем сильнее кислота. Однако другие факторы, такие как температура раствора, также влияют на уровень pH и силу кислоты. Следовательно, pH не является особенно хорошей мерой силы кислоты.

Более объективным показателем силы кислоты является константа диссоциации, которая представляет собой отношение между ионами и количеством кислоты в растворе. Сильные кислоты более полно диссоциируют в водном растворе по сравнению со слабыми кислотами. Константа может быть выражена следующей формулой:

Некоторые примеры сильных кислот включают:

• Соляная кислота – HCl
• Азотная кислота – HNO ₃
• Хлорная кислота – HClO ₄ .

Примеры слабых кислот включают:

• Сернистая кислота – H ₂ SO ₃
• Фосфорная кислота – H ₃ PO ₄
• Азотистая кислота – HNO ₂

Уровень A Химия кислот и оснований

Если вы готовитесь к экзаменам по химии GCSE или A level, ключевой темой, которую вы должны освоить, являются кислоты и основания. Вы должны быть знакомы с различными типами кислот и понимать разницу между слабыми и сильными кислотами. Вы также должны знать, как сбалансировать химические уравнения кислотно-щелочных реакций нейтрализации.

Заявление об ограничении ответственности

Блог на сайтеchemicals.co.uk и все, что в нем публикуется, предоставляется только в качестве информационного ресурса. Блог, его авторы и аффилированные лица не несут ответственности за любые несчастные случаи, травмы или ущерб, вызванные частично или непосредственно в результате использования информации, представленной на этом веб-сайте.