Кислоты - сложные вещества, состоящие из одного или нескольких атомов водорода, способных замещаться на атома металлов, и кислотных остатков.

Классификация кислот

1. По числу атомов водорода: число атомов водорода (n ) определяет основность кислот:

n = 1 одноосновная

n = 2 двухосновная

n = 3 трехосновная

2. По составу:

а) Таблица кислород содержащих кислот, кислотных остатков и соответствующих кислотных оксидов:

Кислота (Н n А)	Кислотный остаток (А)	Соответствующий кислотный оксид
H 2 SO 4 серная	SO 4 (II) сульфат	SO 3 оксид серы (VI )
HNO 3 азотная	NO 3 (I) нитрат	N 2 O 5 оксид азота (V )
HMnO 4 марганцевая	MnO 4 (I) перманганат	Mn 2 O 7 оксид марганца (VII )
H 2 SO 3 сернистая	SO 3 (II) сульфит	SO 2 оксид серы (IV )
H 3 PO 4 ортофосфорная	PO 4 (III) ортофосфат	P 2 O 5 оксид фосфора (V )
HNO 2 азотистая	NO 2 (I) нитрит	N 2 O 3 оксид азота (III )
H 2 CO 3 угольная	CO 3 (II) карбонат	CO 2 оксид углерода (IV )
H 2 SiO 3 кремниевая	SiO 3 (II) силикат	SiO 2 оксид кремния (IV)
НСlO хлорноватистая	СlO (I) гипохлорит	С l 2 O оксид хлора (I)
НСlO 2 хлористая	СlO 2 (I) хлорит	С l 2 O 3 оксид хлора (III)
НСlO 3 хлорноватая	СlO 3 (I) хлорат	С l 2 O 5 оксид хлора (V)
НСlO 4 хлорная	СlO 4 (I) перхлорат	С l 2 O 7 оксид хлора (VII)

б) Таблица бескислородных кислот

Кислота (Н n А)	Кислотный остаток (А)
HCl соляная, хлороводородная	Cl (I ) хлорид
H 2 S сероводородная	S (II ) сульфид
HBr бромоводородная	Br (I ) бромид
HI йодоводородная	I (I ) йодид
HF фтороводородная,плавиковая	F (I ) фторид

Физические свойства кислот

Многие кислоты, например серная, азотная, соляная – это бесцветные жидкости. известны также твёрдые кислоты: ортофосфорная, метафосфорная HPO 3 , борная H 3 BO 3 . Почти все кислоты растворимы в воде. Пример нерастворимой кислоты – кремниевая H 2 SiO 3 . Растворы кислот имеют кислый вкус. Так, например, многим плодам придают кислый вкус содержащиеся в них кислоты. Отсюда названия кислот: лимонная, яблочная и т.д.

Способы получения кислот

бескислородные	кислородсодержащие
HCl, HBr, HI, HF, H 2 S	HNO 3 , H 2 SO 4 и другие
ПОЛУЧЕНИЕ
1. Прямое взаимодействие неметаллов H 2 + Cl 2 = 2 HCl	1. Кислотный оксид + вода = кислота SO 3 + H 2 O = H 2 SO 4
2. Реакция обмена между солью и менее летучей кислотой 2 NaCl (тв .) + H 2 SO 4 (конц .) = Na 2 SO 4 + 2HCl ­

Химические свойства кислот

1. Изменяют окраску индикаторов

Название индикатора	Нейтральная среда	Кислая среда
Лакмус	Фиолетовый	Красный
Фенолфталеин	Бесцветный	Бесцветный
Метилоранж	Оранжевый	Красный
Универсальная индикаторная бумага	Оранжевая	Красная

2.Реагируют с металлами в ряду активности до H 2

(искл. HNO 3 –азотная кислота)

Видео "Взаимодействие кислот с металлами"

Ме + КИСЛОТА =СОЛЬ + H 2 (р. замещения)

Zn + 2 HCl = ZnCl 2 + H 2

3. С основными (амфотерными) оксидами – оксидами металлов

Видео "Взаимодействие оксидов металлов с кислотами"

Ме х О у + КИСЛОТА= СОЛЬ + Н 2 О (р. обмена)

4. Реагируют с основаниями – реакция нейтрализации

КИСЛОТА + ОСНОВАНИЕ= СОЛЬ+ H 2 O (р. обмена)

H 3 PO 4 + 3 NaOH = Na 3 PO 4 + 3 H 2 O

5. Реагируют с солями слабых, летучих кислот - если образуется кислота, выпадающая в осадок или выделяется газ:

2 NaCl (тв .) + H 2 SO 4 (конц .) = Na 2 SO 4 + 2HCl ­ ( р . обмена )

Видео "Взаимодействие кислот с солями"

6. Разложение кислородсодержащих кислот при нагревании

(искл. H 2 SO 4 ; H 3 PO 4 )

КИСЛОТА = КИСЛОТНЫЙ ОКСИД + ВОДА (р. разложения)

Запомните! Неустойчивые кислоты (угольная и сернистая) – разлагаются на газ и воду :

H 2 CO 3 ↔ H 2 O + CO 2

H 2 SO 3 ↔ H 2 O + SO 2

Сероводородная кислота в продуктах выделяется в виде газа:

СаS + 2HCl = H 2 S + Ca Cl 2

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ЗАКРЕПЛЕНИЯ

№1. Распределите химические формулы кислот в таблицу. Дайте им названия:

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 , Кислоты

Бес-кисло-

родные

Кислород- содержащие

растворимые

нераст-воримые

одно-

основные

двух-основные

трёх-основные

№2. Составьте уравнения реакций:

Ca + HCl

Na + H 2 SO 4

Al + H 2 S

Ca + H 3 PO 4
Назовите продукты реакции.

№3. Составьте уравнения реакций, назовите продукты:

Na 2 O + H 2 CO 3

ZnO + HCl

CaO + HNO 3

Fe 2 O 3 + H 2 SO 4

№4. Составьте уравнения реакций взаимодействия кислот с основаниями и солями:

KOH + HNO 3

NaOH + H 2 SO 3

Ca(OH) 2 + H 2 S

Al(OH) 3 + HF

HCl + Na 2 SiO 3

H 2 SO 4 + K 2 CO 3

HNO 3 + CaCO 3

Назовите продукты реакции.

ТРЕНАЖЁРЫ

Тренажёр №1. "Формулы и названия кислот"

Тренажёр №2. " Установление соответствия: формула кислоты - формула оксида"

Техника безопасности - Оказание первой помощи при попадании кислот на кожу

Техника безопасности -

Бескислородные:	Основность	Название соли
HCl - хлористоводородная (соляная)	одноосновная	хлорид
HBr - бромистоводородная	одноосновная	бромид
HI - йодистоводородная	одноосновная	йодид
HF - фтористоводородная (плавиковая)	одноосновная	фторид
H 2 S - сероводородная	двухосновная	сульфид
Кислородсодержащие:
HNO 3 – азотная	одноосновная	нитрат
H 2 SO 3 - сернистая	двухосновная	сульфит
H 2 SO 4 – серная	двухосновная	сульфат
H 2 CO 3 - угольная	двухосновная	карбонат
H 2 SiO 3 - кремниевая	двухосновная	силикат
H 3 PO 4 - ортофосфорная	трёхосновная	ортофосфат

Соли – сложные вещества, которые состоят из атомов металла и кислотных остатков. Это наиболее многочисленный класс неорганических соединений.

Классификация. По составу и свойствам: средние, кислые, основные, двойные, смешанные, комплексные

Средние соли являются продуктами полного замещения атомов водорода многоосновной кислоты на атомы металла.

При диссоциации дают только катионы металла (или NH 4 +). Например:

Na 2 SO 4 ® 2Na + +SO

CaCl 2 ® Ca 2+ + 2Cl -

Кислые соли являются продуктами неполного замещения атомов водорода многоосновной кислоты на атомы металла.

При диссоциации дают катионы металла (NH 4 +), ионы водорода и анионы кислотного остатка, например:

NaHCO 3 ® Na + + HCO « H + +CO .

Основные соли являются продуктами неполного замещения групп OH - соответствующего основания на кислотные остатки.

При диссоциации дают катионы металла, анионы гидроксила и кислотного остатка.

Zn(OH)Cl ® + + Cl - « Zn 2+ + OH - + Cl - .

Двойные соли содержат два катиона металла и при диссоциации дают два катиона и один анион.

KAl(SO 4) 2 ® K + + Al 3+ + 2SO

Комплексны соли содержат комплексные катионы или анионы.

Br ® + + Br - « Ag + +2 NH 3 + Br -

Na ® Na + + - « Na + + Ag + + 2 CN -

Генетическая связь между различными классами соединений

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

Оборудование и посуда : штатив с пробирками, промывалка, спиртовка.

Реактивы и материалы : красный фосфор,оксид цинка, гранулы Zn, порошок гашеной извести Ca(OH) 2 , 1 моль/дм 3 растворы NaOH, ZnSO 4 , СuSO 4 , AlCl 3 , FeCl 3 , HСl, H 2 SO 4 , универсальная индикаторная бумага, раствор фенолфталеина, метилоранжа, дистиллированная вода.

Порядок выполнения работы

1. Оксид цинка насыпать в две пробирки; в одну добавить раствор кислоты (HCl или H 2 SO 4) в другую раствор щелочи (NaOH или KOH) и слегка нагреть на спиртовке.

Наблюдения: Происходит ли растворение оксида цинка в растворе кислоты и щелочи?

Написать уравнения

Выводы: 1.К какому типу оксидов относится ZnO?

2. Какими свойствами обладают амфотерные оксиды?

Получение и свойства гидроксидов

2.1. В раствор щелочи (NaOH или KOH) опустить кончик универсальной индикаторной полоски. Сравнить полученный цвет индикаторной полоски со стандартной цветовой шкалой.

Наблюдения: Записать значение рН раствора.

2.2. Взять четыре пробирки, налить в первую 1 мл раствора ZnSO 4 , во вторую - СuSO 4 , в третью - AlCl 3 , в четвертую - FeCl 3 . В каждую пробирку добавить 1мл раствора NaOH. Написать наблюдения и уравнения происходящих реакций.

Наблюдения: Происходит ли выпадение осадка при добавлении щелочи к раствору соли? Укажите цвет осадка.

Написать уравнения происходящих реакций (в молекулярном и ионном виде).

Выводы: Какими способами могут быть получены гидроксиды металлов?

2.3. Половину осадков, полученных в опыте 2.2., перенести в другие пробирки. На одну часть осадка подействовать раствором H 2 SO 4 на другую – раствором NaOH.

Наблюдения: Происходит ли растворение осадков при добавлении щелочи и кислоты к осадкам?

Написать уравнения происходящих реакций (в молекулярном и ионном виде).

Выводы: 1.К какому типу гидроксидов относятся Zn(OH) 2 , Al(OH) 3 , Сu(OH) 2 , Fe(OH) 3 ?

2. Какими свойствами обладают амфотерные гидроксиды?

Получение солей.

3.1. В пробирку налить 2 мл раствора CuSO 4 и опустить в этот раствор очищенный гвоздь. (Реакция идет медленно, изменения на поверхности гвоздя появляются через 5-10 мин).

Наблюдения: Происходят ли какие-то изменения с поверхностью гвоздя? Что осаждается?

Написать уравнение окислительно-восстановительной реакции.

Выводы: Принимая во внимание ряд напряжений металлов, укажите способ получения солей.

3.2. В пробирку поместить одну гранулу цинка и прилить раствор HCl.

Наблюдения: Происходят ли выделение газа?

Написать уравнение

Выводы: Объясните данный способ получения солей?

3.3. В пробирку насыпать немного порошка гашеной извести Ca(OH) 2 и прилить раствор HСl.

Наблюдения: Происходит ли выделение газа?

Написать уравнение происходящей реакции (в молекулярном и ионном виде).

Вывод: 1. К какому типу относится реакция взаимодействия гидроксида и кислоты?

2.Какие вещества являются продуктами этой реакции?

3.5. В две пробирки налейте по 1 мл растворов солей: в первую – сульфата меди, во вторую – хлорида кобальта. Добавьте в обе пробирки по каплям раствор гидроксида натрия до образования осадков. Затем добавьте в обе пробирки избыток щелочи.

Наблюдения: Укажите изменения цвета осадков в реакциях.

Написать уравнение происходящей реакции (в молекулярном и ионном виде).

Вывод: 1. В результате каких реакций образуются основные соли?

2. Как можно перевести основные соли в средние?

Контрольные задания:

1. Из перечисленных веществ выписать формулы солей, оснований, кислот: Ca(OH) 2, Ca(NO 3) 2, FeCl 3, HCl, H 2 O, ZnS, H 2 SO 4, CuSO 4, KOH
Zn(OH) 2, NH 3, Na 2 CO 3, K 3 PO 4 .

2. Укажите формулы оксидов, соответствующие перечисленным веществам H 2 SO 4 , H 3 AsO 3 , Bi(OH) 3 , H 2 MnO 4 , Sn(OH) 2 , KOH, H 3 PO 4 , H 2 SiO 3 , Ge(OH) 4 .

3. Какие гидроксиды относятся к амфотерным? Составьте уравнения реакций, характеризующих амфотерность гидроксида алюминия и гидроксида цинка.

4. Какие из указанных соединений будут попарно взаимодействовать: P 2 O 5 , NaOH, ZnO, AgNO 3 , Na 2 CO 3 , Cr(OH) 3 , H 2 SO 4 . Составьте уравнения возможных реакций.

Лабораторная работа № 2 (4 ч.)

Тема: Качественный анализ катионов и анионов

Цель: освоить технику проведения качественных и групповых реак­ций на катионы и анионы.

ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

Основной задачей качественного анализа является установление химического состава веществ, находящихся в разнообразных объектах (биологических материалах, лекарственных препаратах, продуктах питания, объектах окружающей среды). В настоящей работе рассматривается качественный анализ неорганических веществ, являющихся электролитами, т. е. по сути качественный анализ ионов. Из всей совокупности встречающихся ионов выбраны наиболее важные в медико-биологическом отношении: (Fе 3+ , Fе 2+ , Zn 2+ , Са 2+ , Na + , К + , Мg 2+ , Сl - , РО , СО и др.). Многие из этих ионов входят в состав различных лекарственных препаратов и продуктов питания.

В качественном анализе используются не все возможные реакции, а только те, которые сопровождаются отчетливым аналитическим эффектом. Наиболее часто встречающиеся аналитические эффекты: появление новой окраски, выделение газа, образование осадка.

Существуют два принципиально разных подхода к качественному анализу: дробный и систематический . В систематическом анализе обязательно используют групповые реагенты, позволяющие разделить присутствующие ионы на отдельные группы, а в некоторых случаях и на подгруппы. Для этого часть ионов переводят в состав нерастворимых соединений, а часть ионов оставляют в растворе. После отделения осадка от раствора анализ их проводят раздельно.

Например, в растворе имеются ионы А1 3+ , Fе 3+ и Ni 2+ . Если на этот раствор подействовать избытком щелочи, выпадает осадок Fе(ОН) 3 и Ni(ОН) 2 , а в растворе остаются ионы [А1(ОН) 4 ] - . Осадок, содержащий гидроксиды железа и никеля, при обработке аммиаком частично растворится за счет перехода в раствор 2+ . Таким образом, с помощью двух реагентов - щелочи и аммиака были получены два раствора: в одном содержались ионы [А1(ОН) 4 ] - , в другом - ионы 2+ и осадок Fе(ОН) 3 . С помощью характерных реакций затем доказывается наличие тех или иных ионов в растворах и в осадке, который предварительно нужно растворить.

Систематический анализ используют в основном для обнаружения ионов в сложных многокомпонентных смесях. Он очень трудоемок, од­нако преимущество его заключается в легкой формализации всех дейст­вий, укладывающихся в четкую схему (методику).

Для проведения дробного анализа используют только характерные реакции. Очевидно, что присутствие других ионов может значительно искажать результаты реакции (наложение окрасок друг на друга, выпаде­ние нежелательных осадков и т. д.). Во избежание этого в дробном ана­лизе используют в основном высокоспецифические реакции, дающие аналитический эффект с небольшим числом ионов. Для успешного проведения реакций очень важно поддерживать определенные усло­вия, в частности, рН. Очень часто в дробном анализе приходится прибе­гать к маскировке, т. е. к переводу ионов в соединения, не способные да­вать аналитический эффект с выбранным реактивом. Например, для об­наружения иона никеля используется диметилглиоксим. Сходный анали­тический эффект с этим реагентом дает и ион Fе 2+ . Для обнаружения Ni 2+ ион Fе 2+ переводят в прочный фторидный комплекс 4- или же окис­ляют до Fе 3+ , например, пероксидом водорода.

Дробный анализ используют для обнаружения ионов в более про­стых смесях. Время анализа значительно сокращается, однако при этом от экспериментатора требуется более глубокое знание закономерностей протекания химических реакций, так как учесть в одной конкретной ме­тодике все возможные случаи взаимного влияния ионов на характер на­блюдаемых аналитических эффектов достаточно сложно.

В аналитической практике часто применяют так называемый дроб­но-систематический метод. При таком подходе используется минималь­ное число групповых реактивов, что позволяет наметить тактику анализа в общих чертах, который затем осуществляется дробным методом.

По технике проведения аналитических реакций различают реакции: осадочные; микрокристаллоскопические; сопровождающиеся выделени­ем газообразных продуктов; проводимые на бумаге; экстракционные; цветные в растворах; окрашивания пламени.

При проведении осадочных реакций обязательно отмечают цвет и характер осадка (кристаллический, аморфный), при необходимости про­водят дополнительные испытания: проверяют осадок на растворимость в сильных и слабых кислотах, щелочах и аммиаке, избытке реактива. При проведении реакций, сопровождающихся выделением газа, отмечают его цвет и запах. В некоторых случаях проводят дополнительные испытания.

Например, если предполагают, что выделяющийся газ – оксид углерода (IV), его пропускают через избыток известковой воды.

В дробном и систематическом анализах широко используются реакции, в ходе которых появляется новая окраска, чаще всего это реакции комплексообразования или окислительно-восстановительные реакции.

В отдельных случаях такие реакции удобно проводить на бумаге (капельные реакции). Реактивы, не подвергающиеся разложению в обычных условиях, наносят на бумагу заранее. Так, для обнаружения сероводорода или сульфид-ионов применяют бумагу, пропитанную нитратом свинца [происходит почернение за счет образования сульфида свинца(II)]. Многие окислители обнаруживают с помощью йодкрахмальной бумаги, т.е. бумаги, пропитанной растворами иодида калия и крахмала. В большинстве же случаев необходимые реактивы наносят на бумагу во время проведения реакции, например, ализарин на ион А1 3+ , купрон на ион Сu 2+ и др. Для усиления окраски иногда применяют экс­тракцию в органический растворитель. Для предварительных испытаний используют реакции окрашивания пламени.

Называются вещества, диссоциирующие в растворах с образованием ионов водорода.

Кислоты классифицируются по их силе, по основности и по наличию или отсутствию кислорода в составе кислоты.

По силе кислоты делятся на сильные и слабые. Важнейшие сильные кислоты - азотная HNO 3 , серная H 2 SO 4 , и соляная HCl .

По наличию кислорода различают кислородсодержащие кислоты (HNO 3 , H 3 PO 4 и т.п.) и бескислородные кислоты (HCl , H 2 S , HCN и т.п.).

По основности , т.е. по числу атомов водорода в молекуле кислоты, способных замещаться атомами металла с образованием соли, кислоты подразделяются на одноосновные (например, HNO 3 , HCl ), двухосновные (H 2 S , H 2 SO 4 ), трехосновные (H 3 PO 4 ) и т. д.

Названия бескислородных кислот производятся от названия неметалла с прибавлением окончания -водородная: HCl - хлороводородная кислота, H 2 S е - селеноводородная кислота, HCN - циановодородная кислота.

Названия кислородсодержащих кислот также образуются от русского названия соответствующего элемента с добавлением слова «кислота». При этом название кислоты, в которой элемент находится в высшей степени окисления , оканчивается на «ная» или «овая», например, H 2 SO 4 - серная кислота, HClO 4 - хлорная кислота, H 3 AsO 4 - мышьяковая кислота. С понижением степени окисления кислотообразующего элемента окончания изменяются в следующей последовательности: «оватая» (HClO 3 - хлорноватая кислота), «истая» (HClO 2 - хлористая кислота), «оватистая» (H О Cl - хлорноватистая кислота). Если элемент образует кислоты, находясь только в двух степенях окисления, то название кислоты, отвечающее низшей степени окисления элемента, получает окончание «истая» (HNO 3 - азотная кислота, HNO 2 - азотистая кислота).

Таблица - Важнейшие кислоты и их соли

Кислота		Названия соответствующих нормальных солей
Название	Формула
Азотная	HNO 3	Нитраты
Азотистая	HNO 2	Нитриты
Борная (ортоборная)	H 3 BO 3	Бораты (ортобораты)
Бромоводородная		Бромиды
Иодоводородная		Иодиды
Кремниевая	H 2 SiO 3	Силикаты
Марганцовая	HMnO 4	Перманганаты
Метафосфорная	HPO 3	Метафосфаты
Мышьяковая	H 3 AsO 4	Арсенаты
Мышьяковистая	H 3 AsO 3	Арсениты
Ортофосфорная	H 3 PO 4	Ортофосфаты (фосфаты)
Дифосфорная (пирофосфорная)	H 4 P 2 O 7	Дифосфаты (пирофосфаты)
Дихромовая	H 2 Cr 2 O 7	Дихроматы
Серная	H 2 SO 4	Сульфаты
Сернистая	H 2 SO 3	Сульфиты
Угольная	H 2 CO 3	Карбонаты
Фосфористая	H 3 PO 3	Фосфиты
Фтороводородная (плавиковая)		Фториды
Хлороводородная (соляная)		Хлориды
Хлорная	HClO 4	Перхлораты
Хлорноватая	HClO 3	Хлораты
Хлорноватистая	HClO	Гипохлориты
Хромовая	H 2 CrO 4	Хроматы
Циановодородная (синильная)		Цианиды

Получение кислот

1. Бескислородные кислоты могут быть получены при непосредственном соединении неметаллов с водородом:

H 2 + Cl 2 → 2HCl,

H 2 + S H 2 S.

2. Кислородсодержащие кислоты нередко могут быть получены при непосредственном соединении кислотных оксидов с водой:

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. Как бескислородные, так и кислородсодержащие кислоты можно получить по реакциям обмена между солями и другими кислотами:

BaBr 2 + H 2 SO 4 = BaSO 4 + 2HBr,

CuSO 4 + H 2 S = H 2 SO 4 + CuS,

CaCO 3 + 2HBr = CaBr 2 + CO 2 + H 2 O.

4. В ряде случаев для получения кислот могут быть использованы окислительно-восстановительные реакции:

H 2 O 2 + SO 2 = H 2 SO 4 ,

3P + 5HNO 3 + 2H 2 O = 3H 3 PO 4 + 5NO .

Химические свойства кислот

1. Наиболее характерное химическое свойство кислот - их способность реагировать с основаниями (а также с основными и амфотерными оксидами) с образованием солей, например:

H 2 SO 4 + 2NaOH = Na 2 SO 4 + 2H 2 O,

2HNO 3 + FeO = Fe(NO 3) 2 + H 2 O,

2 HCl + ZnO = ZnCl 2 + H 2 O .

2. Способность взаимодействовать с некоторыми металлами, стоящими в ряду напряжения до водорода, с выделением водорода:

Zn + 2HCl = ZnCl 2 + H 2 ,

2Al + 6HCl = 2AlCl 3 + 3H 2 .

3. С солями, если образуется малорастворимая соль или летучее вещество:

H 2 SO 4 + BaCl 2 = BaSO 4 ↓ + 2HCl,

2HCl + Na 2 CO 3 = 2NaCl + H 2 O + CO 2 ,

2KHCO 3 + H 2 SO 4 = K 2 SO 4 +2SO 2 + 2H 2 O.

Заметим, что многоосновные кислоты диссоциируют ступенчато, причем легкость диссоциации по каждой из ступеней падает, поэтому для многоосновных кислот вместо средних солей часто образуются кислые (в случае избытка реагирующей кислоты):

Na 2 S + H 3 PO 4 = Na 2 HPO 4 + H 2 S ,

NaOH + H 3 PO 4 = NaH 2 PO 4 + H 2 O.

4. Частным случаем кислотно-основного взаимодействия являются реакции кислот с индикаторами, приводящие к изменению окраски, что издавна используется для качественного обнаружения кислот в растворах. Так, лакмус изменяет цвет в кислой среде на красный.

5. При нагревании кислородсодержащие кислоты разлагаются на оксид и воду (лучше в присутствии водоотнимающего P 2 O 5 ):

H 2 SO 4 = H 2 O + SO 3 ,

H 2 SiO 3 = H 2 O + SiO 2 .

М.В. Андрюxoва, Л.Н. Бopoдина

Кислоты – это сложные вещества, молекулы которых состоят из атомов водорода (способных замещаться атомами металла), связанных с кислотным остатком.

Общая характеристика

Кислоты классифицируются на бескислородные и кислородосодержащие, а также на органические и неорганические.

Рис. 1. Классификация кислот – бескислородные и кислородосодержащие.

Бескислородные кислоты – это растворы в воде таких бинарных соединений, как галогеноводороды или сероводород. В растворе полярная ковалентная связь между водородом и электроотрицательным элементом поляризуется под действием дипольных молекул воды, и молекулы распадаются на ионы. присутствие ионов водорода в веществе и позволяет называть водные растворы этих бинарных соединений кислотами.

Кислоты называют от названия бинарного соединения прибавлением окончания -ная. например, HF – фтороводородная кислота. Анион кислоты называют по названию элемента прибавлением окончания -ид, например, Cl – хлорид.

Кислородосодержащие кислоты (оксокислоты) – это кислотные гидроксиды, диссоциирующие по кислотному типу, то есть как протолиты. Общая формула их – Э(ОН)mOn, где Э – неметалл или металл с переменной валентностью в высшей степени окисления. при условии, когда n равно 0, то кислота слабая (H 2 BO 3 – борная), если n=1, то кислота либо слабая, либо средней силы (H 3 PO 4 -ортофосфорная), если n больше или равно 2, то кислота считается сильной (H 2 SO 4).

Рис. 2. Серная кислота.

Кислотным гидроксидам соответствуют кислотные оксиды или ангидриды кислот, например, серной кислоте соответствует серный ангидрид SO 3 .

Химические свойства кислот

Для кислот характерен ряд свойств, которые отличают их от солей и других химических элементов:

• Действие на индикаторы. Как протолиты кислоты диссоциируют с образованием ионов H+, которые изменяют окраску индикаторов: фиолетовый раствор лакмуса становится красным, а оранжевый раствор метилоранжа становится розовым. Многоосновные кислоты диссоциируют ступенчато, причем каждая последующая стадия идет труднее предыдущей, так как на второй и третьей ступенях диссоциируют все более слабые электролиты:

H 2 SO 4 =H+ +HSO 4 –

В зависимости от того, является ли кислота концентрированной или разбавленной зависит цвет индикатора. Так, например, при опускании лакмуса в концентрированную серную кислоту, индикатор становится красным, в разбавленной же серной кислоте цвет не изменится.

• Реакция нейтрализации , то есть взаимодействие кислот с основаниями, в результате чего происходит образование соли и воды, идет всегда, если хотя бы один из реагентов сильный (основание или кислота). Реакция не идет, если кислота слабая, основание нерастворимо. Например, не идет реакция:

H 2 SiO 3 (слабая, нерастворимая в воде кислота)+ Cu(OH) 2 – реакция не идет

Но в других случаях реакция нейтрализации с этими реагентами идет:

H 2 SiO 3 +2KOH (щелочь)=K 2 SiO 3 +2H 2 O

• Взаимодействие с основными и амфотерными оксидами:

Fe 2 O 3 +3H 2 SO 4 =Fe 2 (SO 4) 3 +3H 2 O

• Взаимодействие кислот с металлами , стоящими в ряду напряжений левее водорода, приводит к процессу, в результате которого образуется соль, и выделяется водород. Эта реакция идет легко, если кислота достаточно сильная.

Азотная кислота и концентрированная серная кислоты реагируют с металлами за счет восстановления не водорода, а центрального атома:

Mg+H 2 SO 4 +MgSO 4 +H 2

• Взаимодействие кислот с солями происходит, если в результате образуется слабая кислота. Если соль, реагирующая с кислотой, растворима в воде, то реакция пойдет также в том случае, если образуется нерастворимая соль:

Na 2 SiO 3 (растворимая соль слабой кислоты)+2HCl (сильная кислота)=H 2 SiO 3 (слабая нерастворимая кислота)+2NaCl (растворимая соль)

Многие кислоты находят применение в промышленности, например, уксусная кислота необходима для консервирования мясных и рыбных продуктов

Выберите рубрику Книги Математика Физика Контроль и управления доступом Пожарная безопасность Полезное Поставщики оборудования Cредства измерений (КИП) Измерение влажности — поставщики в РФ. Измерение давления. Измерение расходов. Расходомеры. Измерение температуры Измерение уровней. Уровнемеры. Бестраншейные технологии Канализационные системы. Поставщики насосов в РФ. Ремонт насосов. Трубопроводная арматура. Затворы поворотные (дисковые затворы). Обратные клапаны. Регулирующая арматура. Фильтры сетчатые, грязевики, магнито-механические фильтры. Шаровые краны. Трубы и элементы трубопроводов. Уплотнения резьб, фланцев и т.д. Электродвигатели, электроприводы… Руководство Алфавиты, номиналы, единицы, коды… Алфавиты, в т.ч. греческий и латинский. Символы. Коды. Альфа, бета, гамма, дельта, эпсилон… Номиналы электрических сетей. Перевод единиц измерения Децибел. Сон. Фон. Единицы измерения чего? Единицы измерения давления и вакуума. Перевод единиц измерения давления и вакуума. Единицы измерения длины. Перевод единиц измерения длины (линейного размера, расстояний). Единицы измерения объема. Перевод единиц измерения объема. Единицы измерения плотности. Перевод единиц измерения плотности. Единицы измерения площади. Перевод единиц измерения площади. Единицы измерения твердости. Перевод единиц измерения твердости. Единицы измерения температуры. Перевод единиц температур в шкалах Кельвина (Kelvin) / Цельсия (Celsius) / Фаренгейта (Fahrenheit) / Ранкина (Rankine) / Делисле (Delisle) / Ньютона (Newton) / Реамюрa Единицы измерения углов ("угловых размеров"). Перевод единиц измерения угловой скорости и углового ускорения. Стандартные ошибки измерений Газы различные как рабочие среды. Азот N2 (хладагент R728) Аммиак (холодильный агент R717). Антифризы. Водород H^2 (хладагент R702) Водяной пар. Воздух (Атмосфера) Газ природный — натуральный газ. Биогаз — канализационный газ. Сжиженный газ. ШФЛУ. LNG. Пропан-бутан. Кислород O2 (хладагент R732) Масла и смазки Метан CH4 (хладагент R50) Свойства воды. Угарный газ CO. Монооксид углерода. Углекислый газ CO2. (Холодильный агент R744). Хлор Cl2 Хлороводород HCl, он же — Cоляная кислота. Холодильные агенты (хладагенты). Хладагент (холодильный агент) R11 — Фтортрихлорметан (CFCI3) Хладагент (Холодильный агент) R12 — Дифтордихлорметан (CF2CCl2) Хладагент (Холодильный агент) R125 — Пентафторэтан (CF2HCF3). Хладагент (Холодильный агент) R134а — 1,1,1,2-Тетрафторэтан (CF3CFH2). Хладагент (Холодильный агент) R22 — Дифторхлорметан (CF2ClH) Хладагент (Холодильный агент) R32 — Дифторметан (CH2F2). Хладагент (Холодильный агент) R407С — R-32 (23%)/ R-125 (25%)/ R-134a (52%)/ Проценты по массе. другие Материалы — тепловые свойства Абразивы — зернистость, мелкость, шлифовальное оборудование. Грунты, земля, песок и другие породы. Показатели разрыхления, усадки и плотности грунтов и пород. Усадка и разрыхление, нагрузки. Углы откоса, отвала. Высоты уступов, отвалов. Древесина. Пиломатериалы. Лесоматериалы. Бревна. Дрова… Керамика. Клеи и клеевые соединения Лед и снег (водяной лед) Металлы Алюминий и сплавы алюминия Медь, бронзы и латуни Бронза Латунь Медь (и классификация медных сплавов) Никель и сплавы Соответствие марок сплавов Стали и сплавы Cправочные таблицы весов металлопроката и труб. +/-5% Вес трубы. Вес металла. Механические свойства сталей. Чугун Минералы. Асбест. Продукты питания и пищевое сырье. Свойства и пр. Ссылка на другой раздел проекта. Резины, пластики, эластомеры, полимеры. Подробное описание Эластомеров PU, ТPU, X-PU, H-PU, XH-PU, S-PU, XS-PU, T-PU, G-PU (CPU), NBR, H-NBR, FPM, EPDM, MVQ, TFE/P, POM, PA-6, TPFE-1, TPFE-2, TPFE-3, TPFE-4, TPFE-5 (PTFE модифицированный), Сопротивление материалов. Сопромат. Строительные материалы. Физические, механические и теплотехнические свойства. Бетон. Бетонный раствор. Раствор. Строительная арматура. Стальная и прочая. Таблицы применимости материалов. Химическая стойкость. Температурная применимость. Коррозионная стойкость. Уплотнительные материалы — герметики соединений. PTFE (фторопласт-4) и производные материалы. Лента ФУМ. Анаэробные клеи Герметики невысыхающие (незастывающие). Герметики силиконовые (кремнийорганические). Графит, асбест, парониты и производные материалы Паронит. Терморасширенный графит (ТРГ, ТМГ), композиции. Свойства. Применение. Производство. Лен сантехнический Уплотнители резиновых эластомеров Утеплители и теплоизоляционные материалы. (ссылка на раздел проекта) Инженерные приемы и понятия Взрывозащита. Защита от воздействия окружающей среды. Коррозия. Климатические исполнения (Таблицы совместимости материалов) Классы давления, температуры, герметичности Падение (потеря) давления. — Инженерное понятие. Противопожарная защита. Пожары. Теория автоматического управления (регулирования). ТАУ Математический справочник Арифметическая, Геометрическая прогрессии и суммы некоторых числовых рядов. Геометрические фигуры. Свойства, формулы: периметры, площади, объемы, длины. Треугольники, Прямоугольники и т.д. Градусы в радианы. Плоские фигуры. Свойства, стороны, углы, признаки, периметры, равенства, подобия, хорды, секторы, площади и т.д. Площади неправильных фигур, объемы неправильных тел. Средняя величина сигнала. Формулы и способы расчета площади. Графики. Построение графиков. Чтение графиков. Интегральное и дифференциальное исчисление. Табличные производные и интегралы. Таблица производных. Таблица интегралов. Таблица первообразных. Найти производную. Найти интеграл. Диффуры. Комплексные числа. Мнимая единица. Линейная алгебра. (Вектора, матрицы) Математика для самых маленьких. Детский сад — 7 класс. Математическая логика. Решение уравнений. Квадратные и биквадратные уравнения. Формулы. Методы. Решение дифференциальных уравнений Примеры решений обыкновенных дифференциальных уравнений порядка выше первого. Примеры решений простейших = решаемых аналитически обыкновенных дифференциальных уравнений первого порядка. Системы координат. Прямоугольная декартова, полярная, цилиндрическая и сферическая. Двухмерные и трехмерные. Системы счисления. Числа и цифры (действительные, комплексные, ….). Таблицы систем счисления. Степенные ряды Тейлора, Маклорена (=Макларена) и периодический ряд Фурье. Разложение функций в ряды. Таблицы логарифмов и основные формулы Таблицы численных значений Таблицы Брадиса. Теория вероятностей и статистика Тригонометрические функции, формулы и графики. sin, cos, tg, ctg….Значения тригонометрических функций. Формулы приведения тригонометрических функций. Тригонометрические тождества. Численные методы Оборудование — стандарты, размеры Бытовая техника, домашнее оборудование. Водосточные и водосливные системы. Емкости, баки, резервуары, танки. КИПиА Контрольно-измерительные приборы и автоматика. Измерение температуры. Конвейеры, ленточные транспортеры. Контейнеры (ссылка) Крепеж. Лабораторное оборудование. Насосы и насосные станции Насосы для жидкостей и пульп. Инженерный жаргон. Словарик. Просеивание. Фильтрация. Сепарация частиц через сетки и сита. Прочность примерная веревок, тросов, шнуров, канатов из различных пластиков. Резинотехнические изделия. Сочленения и присоединения. Диаметры условные, номинальные, Ду, DN, NPS и NB. Метрические и дюймовые диаметры. SDR. Шпонки и шпоночные пазы. Стандарты коммуникации. Сигналы в системах автоматизации (КИПиА) Аналоговые входные и выходные сигналы приборов, датчиков, расходомеров и устройств автоматизации. Интерфейсы подключения. Протоколы связи (коммуникации) Телефонная связь. Трубопроводная арматура. Краны, клапаны, задвижки…. Строительные длины. Фланцы и резьбы. Стандарты. Присоединительные размеры. Резьбы. Обозначения, размеры, использование, типы… (справочная ссылка) Соединения ("гигиенические", "асептические") трубопроводов в пищевой, молочной и фармацевтической промышленности. Трубы, трубопроводы. Диаметры труб и другие характеристики. Выбор диаметра трубопровода. Скорости потока. Расходы. Прочность. Таблицы выбора, Падение давления. Трубы медные. Диаметры труб и другие характеристики. Трубы поливинилхлоридные (ПВХ). Диаметры труб и другие характеристики. Трубы полиэтиленовые. Диаметры труб и другие характеристики. Трубы полиэтиленовые ПНД. Диаметры труб и другие характеристики. Трубы стальные (в т.ч. нержавеющие). Диаметры труб и другие характеристики. Труба стальная. Труба нержавеющая. Трубы из нержавеющей стали. Диаметры труб и другие характеристики. Труба нержавеющая. Трубы из углеродистой стали. Диаметры труб и другие характеристики. Труба стальная. Фитинги. Фланцы по ГОСТ, DIN (EN 1092-1) и ANSI (ASME). Соединение фланцев. Фланцевые соединения. Фланцевое соединение. Элементы трубопроводов. Электрические лампы Электрические разъемы и провода (кабели) Электродвигатели. Электромоторы. Электрокоммутационные устройства. (Ссылка на раздел) Стандарты личной жизни инженеров География для инженеров. Расстояния, маршруты, карты….. Инженеры в быту. Семья, дети, отдых, одежда и жилье. Детям инженеров. Инженеры в офисах. Инженеры и другие люди. Социализация инженеров. Курьезы. Отдыхающие инженеры. Это нас потрясло. Инженеры и еда. Рецепты, полезности. Трюки для ресторанов. Международная торговля для инженеров. Учимся думать барыжным образом. Транспорт и путешествия. Личные автомобили, велосипеды…. Физика и химия человека. Экономика для инженеров. Бормотология финансистов — человеческим языком. Технологические понятия и чертежи Бумага писчая, чертежная, офисная и конверты. Стандартные размеры фотографий. Вентиляция и кондиционирование. Водоснабжение и канализация Горячее водоснабжение (ГВС). Питьевое водоснабжение Сточная вода. Холодное водоснабжение Гальваническая промышленность Охлаждение Паровые линии / системы. Конденсатные линии / системы. Паропроводы. Конденсатопроводы. Пищевая промышленность Поставка природного газа Сварочные металлы Символы и обозначения оборудования на чертежах и схемах. Условные графические изображения в проектах отопления, вентиляции, кондиционирования воздуха и теплохолодоснабжения, согласно ANSI/ASHRAE Standard 134-2005. Стерилизация оборудования и материалов Теплоснабжение Электронная промышленность Электроснабжение Физический справочник Алфавиты. Принятые обозначения. Основные физические константы. Влажность абсолютная, относительная и удельная. Влажность воздуха. Психрометрические таблицы. Диаграммы Рамзина. Время Вязкость, Число Рейнольдса (Re). Единицы измерения вязкости. Газы. Свойства газов. Индивидуальные газовые постоянные. Давление и Вакуум Вакуум Длина, расстояние, линейный размер Звук. Ультразвук. Коэффициенты звукопоглощения (ссылка на другой раздел) Климат. Климатические данные. Природные данные. СНиП 23-01-99. Строительная климатология. (Статистика климатических данных) СНИП 23-01-99 .Таблица 3 — Средняя месячная и годовая температура воздуха, °С. Бывший СССР. СНИП 23-01-99 Таблица 1. Климатические параметры холодного периода года. РФ. СНИП 23-01-99 Таблица 2. Климатические параметры теплого периода года. Бывший СССР. СНИП 23-01-99 Таблица 2. Климатические параметры теплого периода года. РФ. СНИП 23-01-99 Таблица 3. Средняя месячная и годовая температура воздуха, °С. РФ. СНиП 23-01-99. Таблица 5а* — Среднее месячное и годовое парциальное давление водяного пара, гПа = 10^2 Па. РФ. СНиП 23-01-99. Таблица 1. Климатические параметры холодного времени года. Бывший СССР. Плотности. Веса. Удельный вес. Насыпная плотность. Поверхностное натяжение. Растворимость. Растворимость газов и твердых веществ. Свет и цвет. Коэффициенты отражения, поглощения и преломления Цветовой алфавит:) — Обозначения (кодировки) цвета (цветов). Свойства криогенных материалов и сред. Таблицы. Коэффициенты трения для различных материалов. Тепловые величины, включая температуры кипения, плавления, пламени и т.д …… дополнительная информация см.: Коэффициенты (показатели) адиабаты. Конвекционный и полный теплообмен. Коэффициенты теплового линейного расширения, теплового объемного расширения. Температуры, кипения, плавления, прочие… Перевод единиц измерения температуры. Воспламеняемость. Температура размягчения. Температуры кипения Температуры плавления Теплопроводность. Коэффициенты теплопроводности. Термодинамика. Удельная теплота парообразования (конденсации). Энтальпия парообразования. Удельная теплота сгорания (теплотворная способность). Потребность в кислороде. Электрические и магнитные величины Дипольные моменты электрические. Диэлектрическая проницаемость. Электрическая постоянная. Длины электромагнитных волн (справочник другого раздела) Напряженности магнитного поля Понятия и формулы для электричества и магнетизма. Электростатика. Пьезоэлектрические модули. Электрическая прочность материалов Электрический ток Электрическое сопротивление и проводимость. Электронные потенциалы Химический справочник "Химический алфавит (словарь)" — названия, сокращения, приставки, обозначения веществ и соединений. Водные растворы и смеси для обработки металлов. Водные растворы для нанесения и удаления металлических покрытий Водные растворы для очистки от нагара (асфальтосмолистого нагара, нагара двигателей внутреннего сгорания…) Водные растворы для пассивирования. Водные растворы для травления — удаления окислов с поверхности Водные растворы для фосфатирования Водные растворы и смеси для химического оксидирования и окрашивания металлов. Водные растворы и смеси для химического полирования Обезжиривающие водные растворы и органические растворители Водородный показатель pH. Таблицы показателей pH. Горение и взрывы. Окисление и восстановление. Классы, категории, обозначения опасности (токсичности) химических веществ Периодическая система химических элементов Д.И.Менделеева. Таблица Менделеева. Плотность органических растворителей (г/см3)в зависимости от температуры. 0-100 °С. Свойства растворов. Константы диссоциации, кислотности, основности. Растворимость. Смеси. Термические константы веществ. Энтальпии. Энтропии. Энергии Гиббса… (ссылка на химический справочник проекта) Электротехника Регуляторы Системы гарантированного и бесперебойного электроснабжения. Системы диспетчеризации и управления Структурированные кабельные системы Центры обработки данных