Кислоти

Кислотами називаються речовини, які при електролітичній дисоціації з катіонів утворюють тільки катіони Гідрогену. Наприклад:

HCІ «H⁺ + CІ^-; СН₃СООН «Н⁺ + СН₃СОО^-

Кислоти поділяються за кількістю утворених іонів Гідрогену при дисоціації; наявності у їх складі Оксигену, силі кислот (їх ступені дисоціації) та їх окиснювальними властивостями.

Основність кислоти визначається числом утворених при дисоціації іонів Гідрогену. Поділяють кислоти на одноосновні (НСІ, НNO₃ ), двоосновні (H₂SO₄, H₂S), триосновні (Н₃РО₄). Дво- і багатоосновні кислоти дисоціюють ступінчасто: Наприклад:

Н₃РО₄ «Н⁺+ Н₂РО₄^-(перший ступінь);

Н₂РО₄^- « Н⁺ + НРО₄^2- (другий ступінь);

HPO₄^2- «H⁺ + PO₄ ^3- (третій ступінь);

Дисоціація проходить частіше по першому ступеню, менше - по другому і ще менше — по третьому. Тому в розчині фосфатної кислоти є молекули Н₃РО₄ та іони Н₂РО₄^-, НРО₄^2-, РО₄^3- і Н⁺ .

Розрізняють кислоти оксигеновмісні (HNO₃; H₂SO₄ ; Н₃РО₄), які є гідратами відповідних оксидів, і безоксигенові (HCІ; H₂S; HCNS).

За кількістю іонів Гідрогену, утворених при дисоціації (ступеню дисоціації кислоти - a), розрізняють сильні кислоти – НСІ, HBr, HI, H₂SO₄, HNO₃, HCIO₄ (a > 30%), слабкі кислоти - Н₂СО₃, Н₂SO₃, H₂S, H₂SiO₃, HNO₂ (a<3%) і кислоти середньої сили –Н₃РО₄ і т. і.

За елементом-окиснювачем розрізняють звичайні кислоти, у яких окиснювачем є іон Гідрогену і кислоти-окиснювачи, де окиснювачем є елемент, який утворює кислоту. Кислотами - окиснювачами є нітратна кислота будь-якої концентрації і сульфатна кислота концентрована. Всі інші кислоти, в тому числі і сульфатна кислота розбавлена є звичайними (простими) кислотами.

Назви кислот.

Систематичні назви кислот будуються з назв аніонів і починаються з назви катіона — «гідроген»: HNO₃ — гідроген нітрат (V), гідроген триоксонітрат, H₂SeO₃ — дигідроген триоксоселенат.

Назви деяких аніонів: SO₄^2- — cульфат (тетраоксосульфат), SO₃^2- — (сульфіт, триоксосульфіт), РО₄^3- — фосфат (тетраоксофосфат), NO₃^- — нітрат, NO₂^- — нітрит, ClO₂^- — хлорит, СlO^- — гіпохлорит, Cl^- — хлорид, Br^- — бромід, F^- — флуорид, CN^- — ціанід.

Назву кислоти можна будувати, використовуючи назву аніона замість прикметника, додаючи до нього іменник “кислота”: H₂SO₄— cульфатна (VІ) кислота, сульфатна кислота. Якщо оксигеновмісна кислота містить елементи у найвищому ступені окиснення, то ступінь окиснення і число атомів оксигену можна не вказувати: H₂SeO₄ — селенатна, HNO₃ — нітратна, H₂CrO₄ — хроматна, H₂SO₄ — сульфатна кислоти.

Назви безоксигенових кислот походять від аніонів із суфіксом -ід (ид): HCl — гідроген хлорид, H₂S — дігідроген сульфід, HCN — гідроген ціанід, Їх можна також називати так: HІ — іодидна кислота, H₂Se — cеленідна кислота. Можно також використовувати традиційні назви, наприклад, HCl — хлороводнева кислота.

Одержання кислот.

1. Взаємодія кислотних оксидів з водою:

SO₃+ H₂O= H₂SO₄; P₂O₅+3H₂O= 2H₃PO₄

2. Взаємодія солей з кислотами:

Na₂SіО₃+H₂SO₄= Na₂SO₄ + H₂SіО₃; 2NaCl+H₂SO₄= 2HCl+Na₂SO₄

Одержана кислота повинна бути більш слабкою, менш розчинною або більш леткою, ніж взята.

3. Взаємодія неметалів з воднем:

Н₂ + Сl₂ = 2HСl­; H₂ + S = H₂S­

Хімічні властивості кислот.

1. Взаємодія з металами:

а) метали, розміщенні в ряду напруг до водню, реагують з звичайними кислотами (НСl, Н₂SО_{4 розб}., H₂S) і витісняють водень:

2НСl + Mg = H₂­ + MgCl₂;

2Н⁺ + 2е ® Н₂ - окиснювач

Mg° -2e ® Mg ²⁺ - відновник

б) метали, розміщені у ряді напруг після водню із звичайними кислотами не реагують:

Сu + HCl

в) кислоти-окиснювачи (HNO₃, H₂SO_{4 конц}) реагують з більшістю металів, причому відновлюються нітроген (V) і сульфур (VI):

Ступінь відновлення залежіть від активності металів і ступеню розбавлення (для нітратної кислоти). Активні метали (до цинку у ряді напруг) відновлюють нітратну кислоту до солей амонію NH₄NO₃, вільного азоту, N₂O, а сульфатну кислоту до Н₂S i S°.

4Zn + 10HNO₃ (розб) = 4Zn(NO₃)₂ + N₂O­ +5H₂O

Zn° - 2e ® Zn²⁺

2N⁵⁺ + 8e ® 2N⁺

Метали середньої активності (від цинку до свинцю) відновлюють нітратну кислоту до N₂O, NO, а сульфатну – до S° та SO₂. Малоактивні метали (після водню до срібла) відновлюють HNO₃ до NO i NO₂, H₂SO₄ – до SO₂ або солей Н₂SO₃. Благородні метали (Аu, Pt, Pd) не реагують з цими кислотами. З концентрованими НNO₃ i H₂SO₄ не реагує залізо внаслідок утворення нерозчинних у цих кислотах первинних продуктах окислення, тому їх транспортують у залізних цистернах. Приклади:

Сu + 4HNO₃(конц) = Cu(NO₃)₂ + 2NO₂­ + 2H₂O

Сu° -2e ® Cu²⁺

N⁵⁺ + 1e ® N⁴⁺

3Сu + 8HNO₃ (розб.) = 3Сu(NO₃)₂ + 2NO­ + 4Н₂О

Сu° -2e ® Cu²⁺

N⁵⁺ + 3e ® N²⁺

Cu + 2H₂SO₄ (конц) ® CuSO₄ + SO₂­ + 2H₂O

Сu° - 2e ® Cu²⁺

S⁶⁺ + 2e ® S⁴⁺

2. Взаємодія з основними оксидами:

СuO + H₂SO₄ = CuSO₄ + H₂O; Fe₂O₃ + 6HCl = 2FeCl₃ + 3H₂O

3. Взаємодія з основами (реакція нейтралізації):

NaOH + HCl = NaCl + H₂O; Cu(OH)₂ + H₂SO₄= CuSO₄ + 2H₂O

4. Взаємодія з солями:

H₂SO₄ + BaCl₂ = BaSO₄¯ + 2HCl; HCl+AgNO₃ = HNO₃ + AgCl¯