Лекция № 5. Кислоты

Кислотами называют сложные вещества, молекулы которых состоят из атомов водорода и кислотного остатка. Общая формула кислот: Н_хКО, где Н_х — атом водорода, а КО — кислотный остаток.

Как правило, кислотные остатки образуют элементынеметаллы.

Кислотные остатки бывают:

А) простые — CI, S, Br.

Кислотыэто электролиты, которые при электролитической диссоциации образуют в качестве катионов только ионы водорода.

HCl H⁺ + Cl^-

Существует несколько классификаций кислот. Поскольку существует несколько различных определений кислот, то их классификация и номенклатура являются весьма условными.

Кислоты классифицируются:

• 1) по основности: одноосновные (HCl, HCN, HNO₃); многоосновные: двухосновные, трехосновные и т. д. Основность кислот определяется количеством атомов водорода.
• 2) По содержанию атомов кислорода в молекулах кислот:

3) по степени диссоциации в водных растворах: сильные (HCl, HBr, HI, HNO₃, H₂SO₄, HClO₃, HClO₄) и слабые (HF, H₂S, HNO₂, H₂SO₃ и др.).

Химические свойства кислот можно разделить на две группы: общие для всех кислот реакции, связанные с наличием в их растворах иона Н⁺ (иногда иона гидроксония Н₃О⁺), и специфические, т. е. характерные для конкретных кислот.

Ион водорода может, с одной стороны, вступать в окислительно-восстановительные реакции, восстанавливаясь до водорода, а с другой стороны, вступать в реакции соединения с отрицательно заряженными частицами или нейтральными частицами, имеющими неподеленные пары электронов (кислотно-основное взаимодействие).

К первому типу превращений кислот относятся реакции кислот с металлами, стоящими в ряду напряжений до водорода, например:

Zn + H₂SO₄= ZnSO₄+H₂

К кислотно-основному типу относятся реакции с основными оксидами и основаниями, например:

2HCl+CaO=CaCl₂+H₂O.

H₂SO₄+Ca (OH)₂=CaSO₄+2H₂O.

Специфические свойства кислот связаны, в первую очередь, с окислительно-восстановительными реакциями. Бескислородные кислоты в водном растворе могут только окисляться:

2KMnO₄ + 16HCl = 5Cl₂ + 2KCl + 2MnCl₂+ 8H₂O.

H₂S + Br₂ = S + 2HBr.

Кислородсодержащие кислоты могут окисляться, только когда центральный атом в них находится в промежуточной степени окисления, как, например, в сернистой кислоте:

Н₂SO₃ + Cl₂ + H₂O = H₂SO₄ + 2HCl.

Многие кислородсодержащие кислоты, в которых центральный атом имеет максимальную степень окисления (S⁶⁺, N⁵⁺, Cr⁶⁺), проявляют свойства сильных окислителей (Н₂SO₄ является сильным окислителем только при высокой концентрации):

Сu + 2H₂SO₄ = CuSO₄ + SO₂ + 2H₂O.

3P + 5HNO₃ +2H₂O = 3H₃PO₄ + 5NO.

Кислоты могут взаимодействовать с солями, если образуется малорастворимое, летучее или малодиссоциирующее вещество:

H₂SO₄+BaCl₂=BaSO₄ v + 2HCl.

2HCl+Na₂CO₃=2NaCl+H₂O+CO₂

Слабые кислоты легко разлагаются: Н₂SiO₃=H₂O+SiO₂

Кислоты можно распознавать с помощью индикаторов.

Задания для закрепления

• 1. Азотную кислоту можно получить по схемам:
• 1) KNO_3(p-p) + H₂SO_{4 (p-p)} = 3) NaNO₃(_тв) + HCl =
• 2) NO₂ + H₂O + O₂ = 4) KNO_3(тв) + H₂SO_{4 (конц)} =
• 2. Серная кислота реагирует в растворе с каждым веществом набора:
• 1) Cu (OH)₂, SiO₂, BaCl₂, MgO 2) Fe, Zn, Ag, Mg
• 3) Cu, BaCl₂, MgO, Ba (OH)₂ 4) Na₂CO₃, Zno, Zn, Mgo
• 3. Аммиак нельзя осушать с помощью:
• 1) натронной извести 2) концентрированной серной кислоты
• 3) твердого гидроксида калия 4) негашеной извести