Что такое классификация кислот
Урок №47. Кислоты. Состав. Классификация. Номенклатура. Получение кислот
Классификация кислот
1. По числу атомов водорода: число атомов водорода (n) определяет основность кислот:
2. По составу:
а) Таблица кислородсодержащих кислот, кислотных остатков и соответствующих кислотных оксидов:
Кислотный остаток (А)
Соответствующий кислотный оксид
SO 3 оксид серы ( VI )
HMnO 4 марганцевая
MnO 4 (I) перманганат
Mn 2 O 7 оксид марганца ( VII )
SO 2 оксид серы ( IV )
PO 4 (III) ортофосфат
P 2 O 5 оксид фосфора ( V )
N 2 O 3 оксид азота ( III )
CO 2 оксид углерода ( IV )
SiO 2 оксид кремния (IV)
С l 2 O оксид хлора ( I)
С l 2 O 3 оксид хлора ( III)
НСlO 3 хлорноватая
С l 2 O 5 оксид хлора ( V)
С l 2 O 7 оксид хлора ( VII)
б) Таблица бескислородных кислот
Кислотный остаток (А)
HCl соляная, хлороводородная
H 2 S сероводородная
Физические свойства кислот
Способы получения кислот
HCl, HBr, HI, HF, H 2 S
1. Прямое взаимодействие неметаллов
1. Кислотный оксид + вода = кислота
2. Реакция обмена между солью и менее летучей кислотой
Кислоты — классификация, свойства, получение и применение.
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
Название кислоты | Формула | Название соли |
---|---|---|
Серная | H2SO4 | Сульфат |
Сернистая | H2SO3 | Сульфит |
Сероводородная | H2S | Сульфид |
Соляная (хлористоводородная) | HCl | Хлорид |
Фтороводородная (плавиковая) | HF | Фторид |
Бромоводородная | HBr | Бромид |
Йодоводородная | HI | Йодид |
Азотная | HNO3 | Нитрат |
Азотистая | HNO2 | Нитрит |
Ортофософорная | H3PO4 | Фосфат |
Угольная | H2CO3 | Карбонат |
Кремниевая | H2SiO3 | Силикат |
Уксусная | CH3COOH | Ацетат |
Классификация кислот
По содержанию кислорода | |
---|---|
Кислородсодержащие (H2SO4) | Бескислородные (HCl) |
По количеству содержащихся катионов водорода (H+) | ||
---|---|---|
Одноосновные (HCl) | Двухосновные (H2SO4) | Трёхосновные (H3PO4) |
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.
По растворимости (в воде) | |
---|---|
Растворимые (HCl) | Нерастворимые (H2SiO3) |
По силе (степени диссоциации) | |
---|---|
Сильные (H2SO4) | Слабые (CH3COOH) |
По летучести | |
---|---|
Летучие (H2S) | Нелетучие (H2SO4) |
По устойчивости | |
---|---|
Устойчивые (H2SO4) | Неустойчивые (H2CO3) |
Свойства кислот
Изменение цвета индикаторов в кислой среде
Индикатор | Нейтральная среда | Кислая среда |
---|---|---|
Метилоранж | оранжевый | красный |
Лакмус | фиолетовый | красный |
Фенолфталеин | бесцветный | бесцветный |
Бромтимоловый синий | зеленый | желтый |
бромкрезоловый зеленый | синий | желтый |
Химические свойства кислот
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.
H2SO4 + MgO → MgSO4 + H2O
H2SO4 + 2NaOH → Na2SO4 + H2O
H2SO4 + K2CO3 → K2SO4 + H2O + CO2↑
3H2SO4 + 2K3PO4 → 3K2SO4 + H3PO4
Получение кислот
H2O + SO3 →H2SO4
H2 + Cl2 → 2HCl
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).
Химические свойства кислот, их классификация и реакции
Общие свойства кислот. Классификация
Кислоты — класс сложных химических веществ, состоящих из атомов водорода и кислотных остатков.
В первую очередь кислоты делятся на:
Свойства карбоновых кислот подробно разбираются в статье Карбоновые кислоты (ссылка на статью)
В зависимости от количества атомов водорода, которые могут замещаться в химических реакциях различают:
Не смотря на то, что в уксусной кислоте четыре атома водорода, три из них принадлежат кислотному остатку и в реакциях замещения не участвуют. Соответственно, уксусная кислота — одновалентная.
Свойства неорганических кислот также зависят от наличия в их составе кислорода и делятся на
Растворы кислот способны диссоциировать и проводить электрический ток т.е. являются электролитами. В зависимости от степени диссоциации делятся на:
Химические свойства кислот
1. Диссоциация
При диссоциации кислот образуются катионы водорода и анионы кислотного остатка.
Многоосновные кислоты диссоциируют ступенчато.
НРО 2- 4 ↔ Н + + PО З- 4 (третья ступень)
2. Разложение
Кислородсодержащие кислоты разлагаются на оксиды и воду.
Бескислородные на простые вещества
3. Реакция с металлами
Кислоты реагируют лишь с теми металлами, что стоят в ряду активности до кислорода. В результате взаимодействия образуется соль и выделяется водород.
Найти ряд активности можно на последней странице электронного учебника «Химия 9 класс» под редакцией В. В. Еремина.
Бдительные ученики могут сказать: «Золото стоит в ряду активности металлов после водорода, а с „царской водкой“ реагирует. Как же так?»
Из всех правил есть исключения.
Поскольку в состав азотной кислоты входит азот со степенью окисления +5, а в состав серной — сера со степенью окисления +6, то с металлами реагируют не ионы водорода, а более сильные окислители. Образуется соль, но не происходит выделения водорода.
4. Реакции с основаниями
В результате образуются соль и вода, происходит выделение тепла.
Реакции такого типа называются реакциями нейтрализации. Простейшая реакция, которую можно провести на собственной кухне — гашение соды столовым уксусом или 9%раствором уксусной кислоты.
5. Реакции кислот с солями
Вспомним, когда мы разбирали ионные уравнения ( ссылка на статью), одним из условий протекания реакций было образование в ходе взаимодействия нерастворимой соли, выделение летучего газа или слабо диссоциирующего вещества — например, воды. Те же условия сохраняются и для реакций кислот с солями.
6. Реакция кислот с основными и амфотерными оксидами
В ходе реакции образуется соль и происходит выделение воды.
7. Восстановительные свойства бескислородных кислот
Если в окислительных реакциях первую скрипку играет водород, то в восстановительных реакциях основная роль принадлежит анионному остатку. В результате реакций образуются свободные галогены.
Физические свойства кислот
При нормальных условиях (Атмосферное давление = 760 мм рт. ст. Температура воздуха 273,15 K = 0°C) кислоты чаще жидкости, хотя встречаются и твердые вещества: например ортофосфорная H3PO4 или кремниевая H2SiO3.
Некоторые кислоты представляют собой растворы газов в воде: фтороводородная-HF, соляная-HCl, бромоводородная-HBr.
Кислотные свойства кислот в ряду HF → HCl → HBr → HI усиливаются.
Для некоторых кислот (соляная, серная, уксусная) характерен специфический запах.
Благодаря наличию ионов водорода в составе, кислоты обладают характерным кислым вкусом.
Химическая лаборатория не ресторан, и в целях безопасности существует жесткий запрет на опробование на вкус химических веществ.
Как же можно определить кислота в пробирке или нет?
В 1300 году был открыт лакмус, и с тех пор алхимикам и химикам не пришлось рисковать своим здоровьем, пробуя на вкус содержимое пробирок. Запомните, что лакмус в кислой среде краснеет.
Вторым широко используемым индикатором является фенолфталеин.
Простой мнемонический стишок поможет запомнить, как ведут себя индикаторы в разных средах.
Индикатор лакмус — красный
Кислоту укажет ясно.
Индикатор лакмус — синий,
Щёлочь здесь — не будь разиней,
Когда ж нейтральная среда,
Он фиолетовый всегда.
Фенолфталеиновый — в щелочах малиновый
Но несмотря на это в кислотах он без цвета.