מהי הגדרת חומצה חזקה. חומצות: סיווג ותכונות כימיות

אל תזלזלו בתפקידן של חומצות בחיינו, כי רבות מהן פשוט חסרות תחליף בחיי היומיום. ראשית, בואו נזכור מהן חומצות. אלו חומרים מורכבים. הנוסחה כתובה כך: HnA, כאשר H הוא מימן, n הוא מספר האטומים, A הוא שייר החומצה.

התכונות העיקריות של חומצות כוללות את היכולת להחליף את המולקולות של אטומי המימן באטומי מתכת. רובם לא רק קאוסטיים, אלא גם רעילים מאוד. אבל יש גם כאלה שאנו נתקלים בהם ללא הרף, ללא פגיעה בבריאותנו: ויטמין C, חומצת לימון, חומצת חלב. שקול את התכונות הבסיסיות של חומצות.

תכונות גשמיות

התכונות הפיזיקליות של חומצות מספקות לרוב רמז לטבען. חומצות יכולות להתקיים בשלוש צורות: מוצק, נוזלי וגזי. לדוגמה: חנקתי (HNO3) וחומצה גופרתית (H2SO4) הם נוזלים חסרי צבע; בורית (H3BO3) ומטאפוספורית (HPO3) הן חומצות מוצקות. לחלקם יש צבע וריח. חומצות שונות מתמוססות במים בצורה שונה. יש גם כאלה שאינם מסיסים: H2SiO3 - סיליקון. לחומרים נוזליים יש טעם חמוץ. שמם של כמה חומצות ניתן על ידי הפירות שבהם הם נמצאים: חומצה מאלית, חומצת לימון. אחרים קיבלו את שמם מהיסודות הכימיים הכלולים בהם.

סיווג חומצה

בדרך כלל חומצות מסווגות לפי מספר קריטריונים. הראשון הוא, לפי תכולת החמצן שבהם. כלומר: מכיל חמצן (HClO4 - כלור) ואנוקסי (H2S - מימן גופרתי).

לפי מספר אטומי המימן (לפי בסיסיות):

• Monobasic - מכיל אטום מימן אחד (HMnO4);
• Dibasic - בעל שני אטומי מימן (H2CO3);
• Tribasic, בהתאמה, יש שלושה אטומי מימן (H3BO);
• Polybasic - יש ארבעה או יותר אטומים, הם נדירים (H4P2O7).

על פי מחלקות התרכובות הכימיות, הן מחולקות לחומצות אורגניות ולא אורגניות. הראשונים נמצאים בעיקר במוצרים צמחיים: חומצות אצטית, לקטית, ניקוטינית, אסקורבית. חומצות אנאורגניות כוללות: גופרית, חנקתי, בוריק, ארסן. טווח היישום שלהם הוא רחב למדי מצרכים תעשייתיים (ייצור של צבעים, אלקטרוליטים, קרמיקה, דשנים וכו') ועד בישול או ניקוי ביוב. ניתן לסווג חומצות גם לפי חוזק, נדיפות, יציבות ומסיסות במים.

תכונות כימיות

שקול את התכונות הכימיות הבסיסיות של חומצות.

• הראשון הוא אינטראקציה עם אינדיקטורים. כאינדיקטורים משתמשים בלמוס, מתיל כתום, פנולפטלין ונייר אינדיקטור אוניברסלי. בתמיסות חומצה, צבע המחוון ישתנה: לקמוס ואינד אוניברסלי. הנייר יהפוך לאדום, מתיל כתום - ורוד, פנולפטלין יישאר חסר צבע.
• השני הוא האינטראקציה של חומצות עם בסיסים. תגובה זו נקראת גם נטרול. החומצה מגיבה עם הבסיס, וכתוצאה מכך מלח + מים. לדוגמה: H2SO4+Ca(OH)2=CaSO4+2 H2O.
• מכיוון שכמעט כל החומצות מסיסות מאוד במים, ניתן לבצע ניטרול עם בסיסים מסיסים ובלתי מסיסים כאחד. היוצא מן הכלל הוא חומצה סיליקית, שכמעט ואינה מסיסה במים. כדי לנטרל אותו נדרשים בסיסים כגון KOH או NaOH (הם מסיסים במים).
• השלישי הוא האינטראקציה של חומצות עם תחמוצות בסיסיות. כאן מתרחשת תגובת הנטרול. תחמוצות בסיסיות הן "קרובי משפחה" קרובים של בסיסים, ומכאן שהתגובה זהה. לעתים קרובות אנו משתמשים בתכונות החמצון הללו של חומצות. לדוגמה, כדי להסיר חלודה מצינורות. החומצה מגיבה עם התחמוצת והופכת למלח מסיס.
• הרביעי הוא התגובה עם מתכות. לא כל המתכות מגיבות באותה מידה עם חומצות. הם מחולקים לפעילים (K, Ba, Ca, Na, Mg, Al, Mn, Zn, Cr, Fe, Ni, Sn. Pb) ולא פעילים (Cu, Hg, Ag, Pt, Au). כדאי לשים לב גם לחוזק החומצה (חזקה, חלשה). לדוגמה, חומצות הידרוכלוריות וגופרית מסוגלות להגיב עם כל המתכות הלא פעילות, בעוד חומצות לימון ואוקסלית הן כל כך חלשות שהן מגיבות לאט מאוד אפילו עם מתכות פעילות.
• החמישית היא התגובה של חומצות המכילות חמצן לחימום. כמעט כל החומצות מקבוצה זו, כאשר הן מחוממות, מתפרקות לתחמוצת חמצן ומים. יוצאי הדופן הם חומצות פחמן (H3PO4) וחומצות גופריתיות (H2SO4). כשהם מתחממים, הם מתפרקים למים ולגז. יש לזכור זאת. זה כל התכונות הבסיסיות של חומצות.

נוסחאות חומצה	שמות של חומצות	שמות המלחים המתאימים
HClO 4	כלוריד	פרכלורטים
HClO 3	כְּלוֹר	כלורטים
HClO 2	כלוריד	כלוריטים
HClO	היפוכלורי	היפוכלוריטים
H5IO6	יוֹד	periodates
HIO 3	יוֹד	יודטים
H2SO4	גוֹפרָתִי	סולפטים
H2SO3	גופרית	סולפיטים
H2S2O3	תיאו גופרתי	תיוסולפטים
H2S4O6	טטרתיוני	טטרתיונטים
HNO3	חַנקָנִי	חנקות
HNO 2	חַנקָנִי	ניטריטים
H3PO4	אורתופוספורי	אורתופוספטים
HPO 3	מטאפוספורית	מטפוספטים
H3PO3	זַרחָנִי	פוספיטים
H3PO2	זַרחָנִי	היפופוספיטים
H2CO3	פֶּחָם	קרבונטים
H2SiO3	סִילִיקוֹן	סיליקטים
HMnO 4	מַנגָן	פרמנגנטים
H2MnO4	מַנגָן	מנגנטים
H2CrO4	כרום	כרומטים
H2Cr2O7	dichrome	דיכרומטים
HF	הידרופלואור (הידרופלואור)	פלואורידים
HCl	הידרוכלורי (הידרוכלורי)	כלורידים
HBr	הידרוברומית	ברומידים
היי	הידרויודי	יודידים
H 2 S	מימן גופרתי	סולפידים
HCN	הידרוציאני	ציאנידים
HOCN	ציאני	ציאנטים

הרשו לי להזכיר לכם בקצרה עם דוגמאות ספציפיות לאופן שבו יש לקרוא למלחים בצורה נכונה.

דוגמה 1. מלח K 2 SO 4 נוצר על ידי שאר חומצה גופרתית (SO 4) ומתכת K. מלחים של חומצה גופרתית נקראים סולפטים. K 2 SO 4 - אשלגן גופרתי.

דוגמה 2. FeCl 3 - הרכב המלח כולל ברזל ושאר חומצה הידרוכלורית (Cl). שם המלח: ברזל(III) כלוריד. שימו לב: במקרה זה, עלינו לא רק לציין את שם המתכת, אלא גם לציין את ערכיותה (III). בדוגמה הקודמת, זה לא היה הכרחי, שכן ערכיות הנתרן קבועה.

חשוב: בשם המלח יש לציין את ערכיות המתכת רק אם למתכת זו יש ערכיות משתנה!

דוגמה 3. Ba (ClO) 2 - הרכב המלח כולל בריום ואת יתרת החומצה ההיפוכלורית (ClO). שם המלח: בריום היפוכלוריט. הערכיות של מתכת Ba בכל תרכובותיה היא שתיים, אין צורך לציין זאת.

דוגמה 4. (NH 4) 2 Cr 2 O 7. קבוצת NH 4 נקראת אמוניום, הערכיות של קבוצה זו קבועה. שם המלח: אמוניום דיכרומט (ביכרומט).

בדוגמאות לעיל, פגשנו רק את מה שנקרא. מלחים בינוניים או רגילים. מלחים חומציים, בסיסיים, כפולים ומורכבים, מלחים של חומצות אורגניות לא יידונו כאן.

אם אתה מתעניין לא רק במינוח המלחים, אלא גם בשיטות הכנתם ובתכונות הכימיות שלהם, אני ממליץ לך לעיין בסעיפים הרלוונטיים של ספר העיון בכימיה: "

חומצותנקראים חומרים מורכבים, שהרכב המולקולות שלהם כולל אטומי מימן שניתן להחליף או להחליף באטומי מתכת ושארית חומצה.

על פי נוכחות או היעדר חמצן במולקולה, חומצות מחולקות לחמצן המכילות חמצן.(חומצה גופרתית H 2 SO 4, חומצה גופרתית H 2 SO 3, חומצה חנקתית HNO 3, חומצה זרחתית H 3 PO 4, חומצה פחמית H 2 CO 3, חומצה סיליקית H 2 SiO 3) ואנוקסית(חומצה הידרופלואורית HF, חומצה הידרוכלורית HCl (חומצה הידרוכלורית), חומצה הידרוברומית HBr, חומצה הידרו-יודית HI, חומצה הידרוסולפידית H 2 S).

בהתאם למספר אטומי המימן במולקולת חומצה, חומצות הן מונו-בסיסיות (עם 1 אטום H), די-בסיסיות (עם 2 אטומי H) ותלת-בסיסיות (עם 3 אטומי H). לדוגמה, חומצה חנקתית HNO 3 היא חד-בסיסית, מכיוון שיש אטום מימן אחד במולקולה שלה, חומצה גופרתית H 2 SO 4 – די-בסיסי וכו'.

יש מעט מאוד תרכובות אנאורגניות המכילות ארבעה אטומי מימן שניתן להחליף במתכת.

החלק של מולקולת חומצה ללא מימן נקרא שארית חומצה.

שאריות חומצההם יכולים להיות מורכבים מאטום אחד (-Cl, -Br, -I) - אלו הם שיירי חומצה פשוטים, או שהם יכולים - מקבוצת אטומים (-SO 3, -PO 4, -SiO 3) - אלו שיירים מורכבים .

בתמיסות מימיות, שאריות חומצה אינן נהרסות במהלך תגובות החלפה והחלפה:

H 2 SO 4 + CuCl 2 → CuSO 4 + 2 HCl

המילה אנהידרידפירושו נטול מים, כלומר חומצה ללא מים. לדוגמה,

H 2 SO 4 - H 2 O → SO 3. לחומצות אנוקסיות אין אנהידרידים.

חומצות מקבלות את שמן מהשם של היסוד היוצר חומצה (חומר יוצר חומצה) בתוספת הסיומות "נאיה" ולעתים רחוקות יותר "וואיה": H 2 SO 4 - גופרתי; H 2 SO 3 - פחם; H 2 SiO 3 - סיליקון וכו'.

היסוד יכול ליצור מספר חומצות חמצן. במקרה זה, הסיומות המצוינות בשם החומצות יהיו כאשר היסוד מציג את הערכיות הגבוהה ביותר (למולקולת החומצה יש תכולה גדולה של אטומי חמצן). אם היסוד מפגין ערכיות נמוכה יותר, הסיום בשם החומצה יהיה "טהור": HNO 3 - חנקתי, HNO 2 - חנקתי.

ניתן להשיג חומצות על ידי המסת אנהידרידים במים.אם האנהידרידים אינם מסיסים במים, ניתן לקבל את החומצה על ידי פעולה של חומצה אחרת חזקה יותר על מלח החומצה הנדרשת. שיטה זו אופיינית הן לחמצן והן לחומצות אנוקסיות. חומצות אנוקסיות מתקבלות גם על ידי סינתזה ישירה ממימן ולא מתכת, ולאחר מכן פירוק התרכובת המתקבלת במים:

H 2 + Cl 2 → 2 HCl;

H 2 + S → H 2 S.

פתרונות של החומרים הגזים המתקבלים HCl ו-H 2 S והם חומצות.

בתנאים רגילים, חומצות הן נוזליות ומוצקות.

תכונות כימיות של חומצות

תמיסות חומצה פועלות לפי אינדיקטורים. כל החומצות (למעט חומצה סיליקית) מתמוססות היטב במים. חומרים מיוחדים - אינדיקטורים מאפשרים לך לקבוע נוכחות של חומצה.

אינדיקטורים הם חומרים בעלי מבנה מורכב. הם משנים את צבעם בהתאם לאינטראקציה עם כימיקלים שונים. בתמיסות ניטרליות יש להם צבע אחד, בתמיסות של בסיסים צבע אחר. בעת אינטראקציה עם חומצה, הם משנים את צבעם: מחוון המתיל כתום הופך לאדום, מחוון הלקמוס הופך גם הוא לאדום.

אינטראקציה עם בסיסים עם היווצרות מים ומלח, המכילים שאריות חומצה ללא שינוי (תגובת נטרול):

H 2 SO 4 + Ca (OH) 2 → CaSO 4 + 2 H 2 O.

אינטראקציה עם תחמוצות מבוססות עם היווצרות מים ומלח (תגובת נטרול). המלח מכיל את שאריות החומצה של החומצה ששימשה בתגובת הניטרול:

H 3 PO 4 + Fe 2 O 3 → 2 FePO 4 + 3 H 2 O.

אינטראקציה עם מתכות. לאינטראקציה של חומצות עם מתכות, יש לעמוד בתנאים מסוימים:

1. המתכת חייבת להיות מספיק פעילה ביחס לחומצות (בסדרת הפעילות של מתכות, עליה להיות ממוקמת לפני מימן). ככל שמתכת נמצאת יותר משמאל בסדרת הפעילות, כך היא מקיימת אינטראקציה אינטנסיבית יותר עם חומצות;

2. החומצה חייבת להיות מספיק חזקה (כלומר מסוגלת לתרום יוני מימן H+).

במהלך תגובות כימיות של חומצה עם מתכות, נוצר מלח ומשתחרר מימן (למעט האינטראקציה של מתכות עם חומצות חנקתיות וחומצות גופריתיות מרוכזות):

Zn + 2HCl → ZnCl 2 + H 2;

Cu + 4HNO 3 → CuNO 3 + 2 NO 2 + 2 H 2 O.

יש לך שאלות? רוצים לדעת עוד על חומצות?
לקבלת עזרת מורה דרך - הירשמו.
השיעור הראשון חינם!

אתר, עם העתקה מלאה או חלקית של החומר, נדרש קישור למקור.

מהן חומצות?

סוג כזה של תרכובות כימיות כמו חומצות היה ידוע לאנושות מאז ימי קדם. תכונה ייחודית של חומרים אלה היא הטעם החמוץ, שעבורו הם קיבלו את שמם. והחמצן קיבל את שמו מהשם חומצה, שכן הוא נחשב על ידי לבואזיה כמרכיב חיוני של חומצות, מה שהתברר כהזיה.

נכון להיום, ישנן חומצות רבות שאינן מכילות חמצן בהרכבן. וכמות עצומה של חומרים המכילים חמצן, אך אינם חומצות.

חומצות ותכונותיהן

גם בכימיה, חומצות נקראות חומרים מורכבים שיש להם מימן ושארית חומצה במולקולה שלהם.

מדענים רבים קראו להגדרות שלהם לחומצות והבחינו בתכונות שונות שלפיהן חומצות מוגדרות. לכן, כיום החלוקה לחומצות ברונסטד ולואיס נמצאת בשימוש הנפוץ ביותר.

• לפי ברונסטד, חומצה היא תרכובת כימית או יון המסוגלים לתרום פרוטון לתרכובת אחרת, הנקראת בסיס.
• לפי לואיס, חומצה היא חומר היוצר זוג עם בסיס לואיס, המקבל את זוג האלקטרונים שלו. תיאוריה זו מכסה שטח גדול של תרכובות כימיות והיא מקיפה וכללית יותר.

תכונות כימיות

חומצות הן חומרים שונים בעלי תכונות משותפות מסוימות, כלומר:

1. הטעם החמוץ שכבר דיברנו עליו.
2. נוכחות של מימן בתרכובת, שניתן להחליף את האטומים שלה במתכת, ויוצרים מלח.
3. והיכולת להפוך לקמוס אדום.

כל התכונות הנ"ל קיימות בחומצות בשל נוכחותם של קטיוני מימן בהן.

אנוקסיים מתפרקים לפשוטים לחומרים פשוטים.

תכונות גשמיות

לפי מצב הצבירה שלהם, הם יכולים להיות בצורה מוצקה, נוזלית (שמנונית) וגזי.

בנוסף, חומצות מגיבות עם בסיסים ותחמוצות.

לחומצות מסוימות יש ריח וצבע.

סיווג חומצה

חומצות מחולקות לסיווגים שונים:

• על פי מספר יוני המימן שאליהם יכולות לעבור מולקולות, חומצות מחולקות לחנו-בסיסיות ורב-בסיסיות (דו-בסיסיות, טרי-בסיסיות).
• על פי נוכחות חמצן במולקולה, חומצות מחולקות לחומצות המכילות חמצן ואנוקסיות.
• על פי נוכחות הפחמן בתרכובת, חומצות מחולקות לאורגניות ולא-אורגניות.
• לפי עוצמת הדיסוציאציה, חומצות מחולקות לחזקים מאוד (מתנתקים כמעט לחלוטין), חזקות, בינוניות, חלשות וחלשות מאוד. אתה יכול לקרוא מאמר בנושא זה.
• חומצות מחולקות גם לנדיפים, המסוגלים לנוע באוויר ולא נדיפים.
• מתמשך עם מבנה כימי יציב ולא יציב, מתפרק במהירות או משתנה לצורה אחרת בתנאי סביבה רגילים.
• הקריטריון האחרון להפרדת חומצות הוא התכונה של התרכובת להתמוסס במים. והם מבודדים, בהתאמה: מסיסים ובלתי מסיסים.

בנוסף, ניתן לחלק חומצות לפי עקרון החומצות והבסיסים הקשים והרכים: קשים, בינוניים ורכים.

דוגמאות לחומצות ושימושיהן

חומצות אנאורגניות

• אנשים רבים מכירים את וודקה רויאל - אחת החומצות החזקות ביותר, שממיסה בקלות מתכות מלבד כסף. הוא נוצר על ידי ערבוב של שתי חומצות אנאורגניות ידועות: חנקתי HNO3 ו-HCl הידרוכלורי ביחס של 1:3. גילוי אקווה רג'יה היה על ידי אלכימאי לא ידוע ותואר לראשונה באירופה במאה ה-14.
• חומצה גופרתית H2SO4 משמשת באופן פעיל בסוללות רכב על סמך התגובות שלה עם עופרת. אתה יכול ללמוד עוד על זה מהמאמר.
• חומצה בורית H3BO3 נמצאת בשימוש נרחב בתכשיטים, בהלחמה והמסה של מתכות יקרות, הן בפני עצמה והן כחלק משטפי הגנה ומשקמים.
• ועוד מספר עצום של חומצות אנאורגניות שמוצאות מגוון שימושים בחיינו.

חומצה אורגנית

• חומצה פורמית CH2O2 (חומצה מתנואית), המשמשת כתוסף מזון, היא דוגמה לחומצה אורגנית חד-בסיסית.
• וחומצת הלימון הידועה C6H8O7, המשמשת בבישול ובפרט בהכנת לימונדות האהובות על כולם, היא תרכובת אורגנית טרי-בסיסית מורכבת.
• חומצה בנזואית C7H6O2 - החומצה המונו-בסיסית הפשוטה ביותר, שהושגה לראשונה במאה ה-16, משמשת הן כחומר חיטוי, הן כחומר משמר והן כתקן כיול למכשירי מדידת חום (קלורימטרים).
• חומצת חלב C3H6O3, שהתגלתה לראשונה בחלב חמוץ, היא המקור העיקרי לפחמימות בחיי יצורים חיים, כולל בני אדם. זה מזון למוח שלנו ולכל מערכת העצבים.
• החומצה המדהימה ביותר, הבסיס לחיים עלי אדמות - DNA. כנראה שכולם שמעו עליה. ללא יוצא מן הכלל, כל היצורים החיים המורכבים המוכרים לאדם מכילים בתוכם את החומצה המדהימה הזו, שבעזרתה מקודד, מאוחסן ומועבר המידע שנצבר במהלך חייו של יצור חי.

כפי שניתן לראות, עולם החומצות מגוון ביותר. מה שחשבנו היום הוא רק חלק קטן מהעולם העצום של החומצות, תכונותיהן ואיכויותיהן. היקף התרכובות הכימיות הללו הוא בלתי מוגבל.