Кислоты
Кислотами называются сложные вещества, состоящие из атомов водорода, способных замещаться на металл, и кислотного остатка.
Номенклатура кислот
Различают систематические и традиционные названия кислот. Традиционные названия наиболее известных кислот и их солей приведены в таблице 1.
Таблица 1.
Название кислоты | Формула | Название солей |
Азотистая | HNO2 | Нитриты |
Азотная | HNO3 | Нитраты |
Метаалюминиевая | HAlO2 | Метаалюминаты |
Ортоборная | H3BO3 | Ортобораты |
Бромоводородная | HBr | Бромиды |
Ортокремниевая | H4SiO4 | Ортосиликаты |
Метакремниевая | H2SiO3 | Метасиликаты |
Марганцовистая | H2MnO4 | Манганаты |
Марганцовая | HMnO4 | Перманганаты |
Родановодородная | HCNS | Роданиды |
Серная | H2SO4 | Сульфаты |
Тиосерная | H2S2O3 | Тиосульфаты |
Сернистая | H2SO3 | Сульфиты |
Сероводородная | H2S | Сульфиды |
Муравьиная | HCOOH | Формиаты |
Синильная (циановодородная) | HCN | Цианиды |
Угольная | H2CO3 | Карбонаты |
Уксусная | CH3COOH | Ацетаты |
Ортофосфорная | H3PO4 | Ортофосфаты |
Метафосфорная | HPO3 | Метафосфаты |
Фтороводородная (плавиковая) | HF | Фториды |
Хромовая | H2CrO4 | Хроматы |
Двухромовая | H2Cr2O7 | Дихроматы |
Хлороводородная (соляная) | HCl | Хлориды |
Хлорноватистая | HClO | Гипохлориты |
Хлористая | HClO2 | Хлориты |
Хлорноватая | HClO3 | Хлораты |
Хлорная | HClO4 | Перхлораты |
Систематические названия кислородсодержащих кислот строятся по следующиму правилу: в названии аниона вначале указывают число атомов кислорода, их название “оксо-“, а затем кислотообразующего элемента с добавлением суффикса - ат независимо от степени его окисления. Например:
H2SO4 - тетраоксосульфат (VI) водорода
H2SO3 – триоксосульфат (IV) водорода
H3PO4 – тетраоксофосфат (V) водорода
При образовании названий кислот, содержащих в своем составе два или более атомов кислотообразующего элемента, употребляют приставки, обозначающие количество атомов кислотообразующего элемента: ди-, три-, тетра - и т. д. Например:
H2S2O7 – дисерная кислота
H2Cr2O7 – дихромовая кислота
H2B4O7 – тетраборная кислота
Названия бескислородных кислот образуют от названия кислотообразующего элемента, прибавляя окончание - водородная. Например:
HCl – хлороводородная кислота
H2S – сероводородная кислота
Классификация кислот
Кислоты классифицируют по ряду признаков.
I. по составу
По составу кислоты делятся на кислородсодержащие и бескислородные, а по числу содержащихся в них атомов водорода, способных замещаться на металл, - на одноосновные, двуосновные и трехосновные.
II. по основности
Основностью кислот называется число атомов водорода, способных замещаться на металл.
III. по силе
Структурные формулы кислот
При составлении структурных формул бескислородных кислот следует учитывать, что в молекулах этих кислот атомы водорода связаны с атомом неметалла: H – Cl.
При составлении структурных формул кислородсодержащих кислот нужно помнить, что водород с центральным атомом связан посредством атомов кислорода. Если, например, требуется составить структурные формулы серной и ортофосфорной кислот, то поступают так:
a) пишут один под другим атомы водорода данной кислоты. Затем через атомы кислорода черточками связывают их с центральным атомом:
b) к центральному атому (с учетом валентности) присоединяют остальные атомы кислорода:
Способы получения кислот показаны на схеме.
Физические свойства
Многие кислоты, например серная, азотная, соляная - это бесцветные жидкости. Известны также твердые кислоты: ортофосфорная H3PO4, метафосфорная HPO3. Почти все кислоты растворимы в воде. Пример нерастворимой кислоты – кремниевая H2SiO3.
Растворы кислот имеют кислый вкус. Так, например, многим плодам придают кислый вкус содержащиеся в них кислоты. Отсюда и название кислот: яблочная, лимонная и т. д.
Химические свойства
В обобщенном виде химические свойства кислот рассмотрены в таблице 2. В таблице приведены уравнения реакций, относящиеся к реакциям обмена. Следует учесть, что реакции обмена в растворах протекают до конца в следующих трех случаях:
1. если в результате реакции образуется вода, например в реакции нейтрализации;
2. если один из продуктов реакции – летучее вещество, например, серная кислота вытесняет из солей хлороводородную кислоту, потому что она более летуча;
3. если один из продуктов реакции выпадает в осадок, например, в реакции получения нерастворимых оснований.
Таблица 2.
Вещества, с которыми реагируют кислоты | Примеры |
1.С индикаторами | Лакмус становится красным Метиловый оранжевый становится розовым Фенолфталиновый становится бесцветным |
2. С металлами. Если металл находится в ряду активности металлов левее водорода, то выделяется водород и образуется соль. Исключение HNO3 и конц.H2SO4 | Zn + 2HCl → ZnCl2 + H2↑ |
3. С основными оксидами. Образуется соль и вода | t CuO + H2SO4 → CuSO4 + H2O |
4. С основаниями – реакция нейтрализации. Образуется соль и вода | основание + кислота → соль + вода NaOH + HCl → NaCl + H2O |
5. С солями. В соответствии с рядом кислот (каждая предыдущая кислота может вытеснить из соли последующую: HNO3
H3PO4 | Na2CO3 + HCl → NaCl + H2O + CO2 ↑ t ZnCl2 (кр) + H2SO4(конц) → ZnSO4 + 2HCl↑ |
6. При нагревании некоторые кислоты разлагаются. Как правило, образуются кислотный оксид и вода | t H2SiO3 → H2O + SiO2 |
H2SO4, HCl, H2SO3, H2CO3,H2S, H2SiO3 ** Этот ряд условный. Однако в большинстве случаев реакции между кислотами и солями протекают согласно этому ряду.
Вопросы и задания
1. Какие вещества называются кислотами?
2. Составьте структурные формулы следующих кислот:
а) угольной; б) бромоводородной; в) сернистой; г) хлорной HClO4
3. Какими способами получают кислоты?
4. Какими двумя способами можно получить:
а) ортофосфорную кислоту; б) сероводородную кислоту? Напишите уравнения соответствующих реакций.
5. Начертите нижеприведенную таблицу. В соответствующих графах запишите по три уравнения реакций, в которых участвуют и образуются кислоты.
Реакции | |||
разложения | соединения | замещения | обмена |
6. Приведите по три примера уравнения химических реакций, характеризующих химические свойства кислот. Отметьте, к какому типу реакций они относятся.
7. Какие из веществ, формулы которых приведены, реагируют с соляной кислотой:
а) CuO; б) Cu; в) Cu(OH)2; г) Ag; д) Al(OH)3? Напишите уравнения реакций, которые осуществимы.
8. Даны схемы:
Напишите уравнения реакций, которые осуществимы.
9. Какие кислоты могут быть получены при взаимодействии оксидов P2O5, Cl2O, SO2, N2O3, SO3 с водой?
10. Напишите формулы и названия кислот, соответствующие следующим кислотным оксидам: CO2, P2O5, Mn2O7, CrO3, SiO2, V2O5, Cl2O7.
Задания:
1.Какая из кислот богаче фосфором – ортофосфорная H3PO4 или метафосфорная HPO3?
2.Выведите химическую формулу соединения, в состав которого входят 3,95 масс. ч. химического элемента селена (Ar(Se)=79) и 0,1 масс. ч. водорода.
