Урок 35. Химические свойства кислот – HIMI4KA

Архив уроков › Химия 8 класс

В уроке 35 «Химические свойства кислот» из курса «Химия для чайников» узнаем о всех химических свойствах кислот, рассмотрим с чем они реагируют и что при этом образуется.

В состав молекулы любой кислоты обязательно входят атомы водорода, связанные с различными кислотными остатками. Такое подобие состава молекул обусловливает подобие химических свойств кислот. Оно выражается в том, что кислоты в водных растворах проявляют схожие химические свойства, называемые кислотными свойствами. Знание этих свойств очень важно для дальнейшего изучения химии, поэтому познакомимся с ними более подробно и систематизируем изученный ранее материал.

Содержание

• Изменение окраски индикаторов
• Взаимодействие с металлами
• Реакции с основными оксидами
• Взаимодействие с основаниями
• Взаимодействие с солями
• Разложение кислот на кислотные оксиды и воду

Изменение окраски индикаторов

Вы уже знаете, что для доказательства наличия кислоты или щелочи в растворе можно использовать особые вещества — индикаторы.

Вспомните, в какие цвета окрашены растворы индикаторов лакмуса, метилоранжа и фенолфталеина. Как изменяется их окраска в растворах кислот?

Взаимодействие с металлами

Из материала предыдущих тем вам известно, что в водных растворах многие кислоты реагируют с металлами, расположенными в ряду активности левее Н₂ (например, Mg, Al, Zn, Fe). В результате этих реакций образуются сложные вещества — соли и выделяется газообразное простое вещество — водород:

В такие реакции вступают как бескислородные (HCl, HBr), так и кислородсодержащие (H₂SO₄, H₃PO₄) кислоты, например:

Реакции этого типа, как вы уже знаете, относятся к реакциям замещения: атомы металлов замещают (вытесняют) атомы водорода из молекул кислот.

Следует помнить, что металлы, расположенные в ряду активности правее Н₂ (Сu, Ag, Hg и др.), с указанными кислотами в
водных растворах не реагируют.

Реакции с основными оксидами

Еще в младших классах, изучая математику, вы узнали, что от перемены мест слагаемых сумма не изменяется: 2 + 3 = 5; 3 + 2 = 5.

Похожее правило есть и в химии: если в уравнении реакции исходные вещества поменять местами, то ее продукты от этого не изменятся. Так, например, изучив ранее химические свойства основных оксидов, вы узнали, что они реагируют с кислотами с образованием солей и воды. Зная это, вы можете теперь смело утверждать, что кислоты реагируют с основными оксидами, образуя те же продукты — соли и воду:

Пример уравнения реакции, протекающей в соответствии с этой схемой:

Как вам уже известно, эти реакции относятся к реакциям обмена, поскольку в процессе взаимодействия исходные сложные вещества обмениваются своими составными частями.

Взаимодействие с основаниями

Изучая химические свойства оснований, вы узнали, что они реагируют с кислотами с образованием солей и воды. А что же тогда образуется при взаимодействии кислот с основаниями? Правильно, те же самые продукты — соли и вода! Мы еще раз убедились в том, что состав конечных веществ не зависит от того, в каком порядке смешиваются одни и те же исходные вещества. Итак, составим схему, согласно которой кислоты реагируют с основаниями:

Запомните, что в образующейся соли валентность атомов металла такая же, как в исходном основании, а валентность кислотного остатка такая же, как в исходной кислоте.

Кислоты реагируют как с нерастворимыми, так и с растворимыми основаниями, например:

Реакции этого типа, как и предыдущего, относятся к реакциям обмена. Вспомните, как называется реакция, которую отображает последнее уравнение. Почему она так называется?

Взаимодействие с солями

Еще один класс сложных веществ, с которыми кислоты могут вступать в химическое взаимодействие, — соли. Реакции этого типа идут по общей схеме:

Однако сразу заметим, что кислота реагирует в растворе с солью лишь в том случае, если в результате реакции выделяется газ (↑) или образуется нерастворимое вещество, выпадающее в осадок (↓). Примеры таких реакций:

Очевидно, что реакции этого типа, как и двух предыдущих, относятся к реакциям обмена.

Разложение кислот на кислотные оксиды и воду

Известно несколько кислот, которые достаточно легко разлагаются на соответствующий кислотный оксид и воду. К таким кислотам, которые называют неустойчивыми, относят угольную (H₂CO₃), сернистую (H₂SO₃) и кремниевую (H₂SiO₃) кислоты. Особенно неустойчива угольная кислота — она разлагается на кислотный оксид CO₂ и воду уже при комнатной температуре:

Краткие выводы урока:

1. Кислоты в растворах изменяют окраску индикаторов.
2. Кислоты реагируют с металлами, основными оксидами, основаниями и солями.

Надеюсь урок 35 «Химические свойства кислот» был понятным и познавательным. Если у вас возникли вопросы, пишите их в комментарии.

Урок 36. Получение и применение кислот →

← Урок 34. Кислоты

Азотная кислота

(HNO₃) одноосновная сильная кислота, при нормальных условиях бесцветная жидкость, является одним из важнейших продуктов химической промышленности.

Физические и химические свойства

Плотность безводной азотной кислоты ρ = 1522 кг/м³, температура плавления t_пл— 41,15°С, температура кипения t_кип 84° С.

С водой смешивается в любых отношениях с образованием азеотропной смеси с t_кип = 121,8°C, содержащей 69,2% кислоты. Также существуют кристаллогидраты HNO₃∙H₂O с t_пл -37,85°С и HNO₃∙3H₂O c t_{пл-18,5°С. В отсутствии воды азотная кислота неустойчива, разлагается на свету с выделением кислорода уже при обычных температурах (4HNO3 → 4NO2 + 2H2O + O2), причём выделяющейся двуокисью азота окрашивается в жёлтый цвет, а при высоких концентрациях NO2 — в красный.}

Азотная кислота является сильным окислителем, окисляет серу до серной кислоты, фосфор — до фосфорной кислоты. Только золото, тантал и некоторые платиновые металлы не реагируют с азотной кислотой. С большинством металлов азотная кислота взаимодействует преимущественно с выделением окислов азота: ЗСu + 8HNO₃ → 3Cu(NO₃)₂ + 2NO + 4H₂O.

Некоторые металлы, например железо, хром, алюминий, легко растворяющиеся в разбавленной азотной кислоте, но устойчивы к воздействию концентрированной, что объясняется образованием на поверхности металла защитного слоя окисла. Такая особенность позволяет хранить и перевозить концентрированную азотную кислоту в стальных ёмкостях.

Смесь концентрированной азотной и соляной кислоты в отношении 1:3, называемая царской водкой, растворяет даже золото и платину. Органические соединения под действием азотной кислоты окисляются или нитруются, причём в последнем случае остаток (нитрогруппа NO₂⁺) замещает в органических соединениях водород (происходит нитрование).

Соли азотной кислоты называютя нитратами, а соли с Na,K, Са, NO₄⁺ — селитрами.

Получение

В 13 в. было описано получение азотной кислоты нагреванием калиевой селитры с квасцами, железным купоросом и глиной.

В середине 17 в. И. Р. Глаубер предложил получать азотную кислоту при умеренном (до 150°C) нагревании калиевой селитры с концентрированной серной кислотой: KNO₃ + H₂SO₄ → HNO₃ + KHSO₄ До начала 20 в. этот способ применяли в промышленности, заменяя калиевую селитру более дешёвой природной чилийской селитрой NaNO₃.

Современный способ производства азотной кислоты основан на каталитическом окислении аммиака кислородом воздуха. Основные стадии процесса:

• контактное окисление аммиака до окиси азота: 4NH₃ + 5O₂ → 4NO + 6H₂O;
• окисление окиси азота до двуокиси и поглощение смеси «нитрозных газов» водой:
  2NO + O₂ → 2NO₂
  3NO₂ + H₂O → 2HNO₃ + NO
• смесь аммиака (10 — 12% ) с воздухом пропускают через нагретую до 750 — 900°С сетку катализатора, которым служат сплавы
  платины — тройной (93% Pt, 3% Rh, 4% Pd) или двойной (90 — 95% Pt, 10 — 5% Rh)
• окисление NO до NO₂ и растворение NO₂ в воде — может быть проведенj при атмосферном давлении, под давлением до 1 Мн/м² или комбинированным способом, при котором под давлением происходит только поглощение нитрозных газов водой

Получают азотную кислоту с концентрациями 45 — 49% или (при использовании давления) 55 — 58% . Дистилляцией таких растворов
может быть получена азотная кислота азеотропного состава. Более концентрированную кислоту (до 100% ) получают перегонкой растворов азотной кислоты с
концентрированной H₂SO₄ или прямым синтезом — взаимодействием N₂O₄ с водой
(или разбавленной азотной кислотой) и кислородом: 2N₂O₄ + 2H₂O + O₂ → 4HNO₃.

Применение азотной кислоты

Важнейшие области применения азотной кислоты — производство азотных и комбинированных удобрений, взрывчатых веществ (тринитротолуола и др.), органических красителей.

В органическом синтезе широко применяют смесь концентрированной азотной и серной кислоты — «нитрующую смесь».

Азотную кислоту используют в камерном способе производства серной кислоты, для получения фосфорной кислоты из фосфора, как окислитель ракетного топлива.

В металлургии азотую кислоту применяют для травления и растворения металлов, а также для разделения золота и серебра.

Токсичность

Вдыхание паров азотной кислоты приводит к отравлению, попадание кислоты (особенно концентрированной) на кожу вызывает ожоги. Предельно допустимое содержание азотной кислоты в воздухе промышленных помещений равно 50 мг/м³ в пересчёте на N₂O₅.

Концентрированная азотная кислота при соприкосновении с органическими веществами вызывает пожары и взрывы.

 
Вернуться в каталог

Заказ продукции

Как к Вам обращаться:

Телефон:

Email для связи:

Интересующая продукция:

Ваше сообщение:

14.5: Реакции кислот и оснований

1. Последнее обновление

2. Сохранить как PDF

 Цели обучения

• Написать реакции кислотно-щелочной нейтрализации. {-}}\). Реакции двойного смещения такого типа называются 9{-}}\)]\) — получается нейтральный раствор с рН = 7. Кислота и основание нейтрализовали друг друга, кислотные и основные свойства больше не проявляются.

  Однако растворы солей не всегда имеют pH 7. В процессе, известном как гидролиз , ионы, образующиеся при соединении кислоты и основания, могут вступать в реакцию с молекулами воды с образованием слабокислого или щелочного раствора. Как правило, если сильная кислота смешана со слабым основанием, полученный раствор будет слегка кислым. Если сильное основание смешать со слабой кислотой, раствор будет слабощелочным.

  
  Видео: эквимолярные (~0,01 М) и эквиобъемные растворы \(\ce{HCl}\) и \(\ce{NaOH}\) объединяются для получения соленой воды. https://youtu.be/TS-I9KrUjB0

  Пример \(\PageIndex{1}\): пропионовая кислота + гидроксид кальция

  Пропионат кальция используется для подавления роста плесени в пищевых продуктах, табаке и некоторых лекарствах. Напишите сбалансированное химическое уравнение реакции водного раствора пропионовой кислоты (CH ₃ CH ₂ CO ₂ H) с водным раствором гидроксида кальция [Ca(OH) ₂ ].

  Решение

  Решения примера 14.5.1

  Шаги	Реакция
  Напишите уравнение несбалансированности. Это реакция двойного замещения, поэтому катионы и анионы меняются местами, образуя воду и соль.	CH 3 CH 2 CO 2 H(водн.) + Ca(OH) 2 (водн.)→(CH 3 CH 2 CO 2 ) 2 Ca(водн.) + H 2 O(l)
  Сбалансируйте уравнение. Поскольку в формуле Ca(OH) 2 присутствуют два иона OH − , нам потребуется два моля пропионовой кислоты CH 3 CH 2 CO 2 H, чтобы получить H + ионы.	2 CH 3 CH 2 CO 2 H (AQ) + CA (OH) 2 (AQ) → (CH 3 CH 2 CO 2 ) 2 2 CO 2 ) 2 0 2 CO 2 ) 2 0 2 2 CO 2 ) 2 2 2 CO 2 ) 1. (водн.) + 2 H 2 O(л)

  Упражнение \(\PageIndex{1}\)

  Напишите сбалансированное химическое уравнение реакции твердого гидроксида бария с разбавленной уксусной кислотой.

  Ответить

  \[\ce{Ba(OH)2(т) + 2Ch4CO2H (водн.)→Ba(Ch4CO2)2 (водн.) + 2h3O(л)} \nonumber \nonumber \]

  Кислоты и основания реагируют с металлами

  Кислоты реагируют с большинством металлов с образованием соли и газообразного водорода. Как обсуждалось ранее, металлы, более активные, чем кислоты, могут подвергаться реакции одиночного замещения . Например, металлический цинк реагирует с соляной кислотой с образованием хлорида цинка и газообразного водорода.

  \[\ce{Zn(s) + 2HCl(aq) → ZnCl2(aq) + h3(g)}\nonumber \]

  Основания также реагируют с некоторыми металлами, такими как цинк или алюминий, с образованием газообразного водорода. Например, гидроксид натрия реагирует с цинком и водой с образованием цинката натрия и газообразного водорода.

  \[\ce{Zn(т) + 2NaOH (водн.) + 2h3O(л) → Na2Zn(OH)4(водн.) + h3 (г)}.\номер \]

  ---

  14.5: Reactions of Acids and Bases распространяется под лицензией Public Domain, автором, ремиксом и/или куратором выступили Мариса Альвиар-Агнью, Генри Агнью, Пегги Лоусон и Пегги Лоусон.

  1. Наверх
  • Была ли эта статья полезной?

  1. Тип изделия

     Раздел или Страница

     Лицензия

     Общественное достояние

     Показать страницу TOC

     № на стр.

  2. Теги

     1. автор@Генри Агнью
     2. автор@Мариса Альвиар-Агнью
     3. автор @ Пегги Лоусон
     4. гидролиз
     5. реакция нейтрализации
     6. источник@https://sites.prairiesouth.ca/legacy/chemistry/chem30

  Кислотно-основная реакция | Определение, примеры, формулы и факты

  сульфат натрия

  См. все носители

  Связанные темы:

  буфер
  кислотно-щелочной катализ
  ион водорода
  кислотно-щелочное равновесие
  нейтрализация

  Просмотреть весь связанный контент →

  Самые популярные вопросы

  Что такое кислоты и основания?

  Кислоты – это вещества, содержащие один или несколько атомов водорода, которые в растворе выделяются в виде положительно заряженных ионов водорода. Кислота в водном растворе имеет кислый вкус, изменяет цвет синей лакмусовой бумажки на красный, реагирует с некоторыми металлами (например, железом) с выделением водорода, реагирует с основаниями с образованием солей и способствует некоторым химическим реакциям (кислотный катализ). Основания – это вещества, которые имеют горький вкус и изменяют окраску красной лакмусовой бумажки на синюю. Основания реагируют с кислотами с образованием солей и запускают определенные химические реакции (основной катализ).

  химическая реакция

  Узнайте больше о химических реакциях.

  Как измеряются кислоты и основания?

  Кислотам и основаниям присваивается значение от 0 до 14, значение pH, в соответствии с их относительной силой. Чистая вода, которая является нейтральной, имеет рН 7. Раствор с рН менее 7 считается кислым, а раствор с рН более 7 считается щелочным или щелочным. Сильные кислоты имеют более высокую концентрацию ионов водорода, и им присваиваются значения ближе к 0. И наоборот, сильные основания имеют более высокие концентрации гидроксид-ионов, и им присваиваются значения ближе к 14. Более слабые кислоты и основания ближе к значению рН 7, чем их более сильные аналоги.

  pH

  Узнайте больше о pH.

  Что происходит при кислотно-щелочной реакции?

  Кислотно-основная реакция представляет собой тип химической реакции, которая включает обмен одним или несколькими ионами водорода, H ⁺ , между частицами, которые могут быть нейтральными (молекулы, такие как вода, H ₂ O) или электрически заряженные (ионы, такие как аммоний, NH ₄ ⁺ , гидроксид, OH ^— , или карбонат, CO ₃ ^2- ). Он также включает аналогичные процессы, которые происходят в молекулах и ионах, которые являются кислыми, но не отдают ионы водорода.

  Как кислоты и основания нейтрализуют друг друга (или компенсируют друг друга)?

  Различные реакции дают разные результаты. Реакции между сильными кислотами и сильными основаниями более полно распадаются на ионы водорода (протоны, положительно заряженные ионы) и анионы (отрицательно заряженные ионы) в воде. Для слабой кислоты и слабого основания более уместно считать, что нейтрализация включает прямой перенос протона от кислоты к основанию. Если один из реагентов присутствует в большом избытке, в результате реакции может образоваться соль (или ее раствор), которая может быть кислой, основной или нейтральной в зависимости от силы кислот и оснований, реагирующих друг с другом.

  соль

  Узнайте больше о солях в кислотно-щелочной химии.

  кислотно-щелочная реакция , тип химического процесса, типичным примером которого является обмен одного или нескольких ионов водорода, H ⁺ , между веществами, которые могут быть нейтральными (молекулы, такие как вода, H ₂ O; или уксусная кислота). кислота, CH ₃ CO ₂ H) или электрически заряженные (ионы, такие как аммоний, NH ₄ ⁺ ; гидроксид, OH ⁻ ; или карбонат, CO ₃

  0 2− 1920 2− ^{0121). Он также включает аналогичное поведение молекул и ионов, которые являются кислыми, но не отдают ионы водорода (хлорид алюминия, AlCl ₃ и ион серебра AG + ).}

  Кислоты представляют собой химические соединения, которые в водном растворе проявляют резкий вкус, коррозионное действие на металлы и способность окрашивать некоторые синие растительные красители в красный цвет. Основания представляют собой химические соединения, которые в растворе становятся мыльными на ощупь и окрашивают красные растительные красители в синий цвет. При смешивании кислоты и основания нейтрализуют друг друга и образуют соли, вещества с соленым вкусом и не имеющие характерных свойств ни кислот, ни оснований.

  Идея о том, что некоторые вещества являются кислотами, тогда как другие являются основаниями, почти так же стара, как химия, и термины кислота , основание и соль встречаются очень рано в трудах средневековых алхимиков. Кислоты были, вероятно, первыми из них, которые были обнаружены, по-видимому, из-за их кислого вкуса. Английское слово acid , французское acide , немецкое Säure и русское kislota происходят от слов, означающих кислый (лат. 9).0086 acidus , немецкий sauer , древнескандинавский sūur и русский kisly ). Другими свойствами, связанными с кислотами на раннем этапе, были их растворяющее или коррозионное действие; их влияние на растительные красители; и вскипание, возникающее при нанесении их на мел (образование пузырьков углекислого газа). Основания (или щелочи) характеризовались, главным образом, способностью нейтрализовать кислоты и образовывать соли, причем последние довольно условно характеризовались как кристаллические вещества, растворимые в воде и имеющие солоноватый вкус.

  Несмотря на их неточный характер, эти идеи служили для корреляции значительного диапазона качественных наблюдений, и многие из наиболее распространенных химических веществ, с которыми столкнулись ранние химики, могли быть классифицированы как кислоты (соляная, серная, азотная и угольная кислоты), основания (сода, калий, известь, аммиак) или соли (поваренная, нашатырная, селитра, квасцы, бура). Отсутствие какой-либо очевидной физической основы для рассматриваемых явлений затрудняло количественный прогресс в понимании кислотно-щелочного поведения, но способность фиксированного количества кислоты нейтрализовать фиксированное количество основания была одним из самых ранних примеров химической эквивалентности. : идея о том, что определенная мера одного вещества в некотором химическом смысле равна другому количеству другого вещества. Кроме того, довольно рано было обнаружено, что одна кислота может быть вытеснена из соли другой кислотой, и это позволило расположить кислоты примерно в порядке силы. Также вскоре стало ясно, что многие из этих смещений могут иметь место в любом направлении в зависимости от условий эксперимента. Это явление предполагало, что кислотно-основные реакции обратимы, то есть продукты реакции могут взаимодействовать, регенерируя исходный материал. Он также ввел понятие равновесия в кислотно-основную химию: эта концепция утверждает, что обратимые химические реакции достигают точки баланса или равновесия, при которой исходные материалы и продукты регенерируются в одной из двух реакций так быстро, как они потребляются другим.