Nie lekceważ roli kwasów w naszym życiu, ponieważ wiele z nich jest po prostu niezastąpionych w życiu codziennym. Najpierw przypomnijmy sobie, czym są kwasy. Są to substancje złożone. Wzór jest zapisany w następujący sposób: HnA, gdzie H to wodór, n to liczba atomów, A to reszta kwasowa.
Do głównych właściwości kwasów należy zdolność do zastępowania cząsteczek atomów wodoru atomami metali. Większość z nich jest nie tylko żrąca, ale także bardzo trująca. Ale są też takie, z którymi spotykamy się stale, bez szkody dla naszego zdrowia: witamina C, kwas cytrynowy, kwas mlekowy. Rozważ podstawowe właściwości kwasów.
Właściwości fizyczne
Fizyczne właściwości kwasów często dostarczają wskazówek co do ich charakteru. Kwasy mogą występować w trzech postaciach: stałej, ciekłej i gazowej. Na przykład: kwas azotowy (HNO3) i siarkowy (H2SO4) są cieczami bezbarwnymi; borowy (H3BO3) i metafosforowy (HPO3) to kwasy stałe. Niektóre z nich mają kolor i zapach. Różne kwasy różnie rozpuszczają się w wodzie. Istnieją również nierozpuszczalne: H2SiO3 - krzem. Substancje płynne mają kwaśny smak. Nazwę niektórych kwasów nadano od owoców, w których się znajdują: kwas jabłkowy, kwas cytrynowy. Inne otrzymały swoją nazwę od zawartych w nich pierwiastków chemicznych.
Klasyfikacja kwasów
Zwykle kwasy są klasyfikowane według kilku kryteriów. Pierwszym z nich jest zawartość tlenu w nich. Mianowicie: zawierające tlen (HClO4 - chlor) i beztlenowe (H2S - siarkowodór).
Według liczby atomów wodoru (według zasadowości):
- Jednozasadowy - zawiera jeden atom wodoru (HMnO4);
- Dwuzasadowy - ma dwa atomy wodoru (H2CO3);
- Trójzasadowe odpowiednio mają trzy atomy wodoru (H3BO);
- Wielozasadowe - mają cztery lub więcej atomów, są rzadkie (H4P2O7).
Według klas związków chemicznych dzieli się je na kwasy organiczne i nieorganiczne. Te pierwsze występują głównie w produktach roślinnych: kwasie octowym, mlekowym, nikotynowym, askorbinowym. Kwasy nieorganiczne obejmują: siarkowy, azotowy, borowy, arsenowy. Zakres ich zastosowania jest dość szeroki od potrzeb przemysłowych (produkcja barwników, elektrolitów, ceramiki, nawozów itp.) po gotowanie czy czyszczenie kanalizacji. Kwasy można również klasyfikować według mocy, lotności, stabilności i rozpuszczalności w wodzie.
Właściwości chemiczne
Rozważ podstawowe właściwości chemiczne kwasów.
- Pierwszym jest interakcja ze wskaźnikami. Jako wskaźniki stosuje się papierek lakmusowy, oranż metylowy, fenoloftaleinę i uniwersalny papierek wskaźnikowy. W roztworach kwaśnych kolor wskaźnika zmieni kolor: lakmusowy i uniwersalny ind. papier zmieni kolor na czerwony, pomarańcz metylowy - różowy, fenoloftaleina pozostanie bezbarwna.
- Drugi to oddziaływanie kwasów z zasadami. Ta reakcja jest również nazywana neutralizacją. Kwas reaguje z zasadą, w wyniku czego powstaje sól + woda. Na przykład: H2SO4+Ca(OH)2=CaSO4+2 H2O.
- Ponieważ prawie wszystkie kwasy są dobrze rozpuszczalne w wodzie, neutralizację można przeprowadzić zarówno z rozpuszczalnymi, jak i nierozpuszczalnymi zasadami. Wyjątkiem jest kwas krzemowy, który jest prawie nierozpuszczalny w wodzie. Do jego zneutralizowania potrzebne są zasady takie jak KOH lub NaOH (są rozpuszczalne w wodzie).
- Trzeci to oddziaływanie kwasów z tlenkami zasadowymi. To tam zachodzi reakcja zobojętniania. Tlenki zasadowe są bliskimi „krewnymi” zasad, stąd reakcja jest taka sama. Bardzo często wykorzystujemy te utleniające właściwości kwasów. Na przykład do usuwania rdzy z rur. Kwas reaguje z tlenkiem, tworząc rozpuszczalną sól.
- Czwarty to reakcja z metalami. Nie wszystkie metale równie dobrze reagują z kwasami. Dzielą się one na aktywne (K, Ba, Ca, Na, Mg, Al, Mn, Zn, Cr, Fe, Ni, Sn. Pb) i nieaktywne (Cu, Hg, Ag, Pt, Au). Warto również zwrócić uwagę na siłę kwasu (mocny, słaby). Na przykład kwas solny i siarkowy mogą reagować ze wszystkimi nieaktywnymi metalami, podczas gdy kwas cytrynowy i szczawiowy są tak słabe, że reagują bardzo wolno nawet z metalami aktywnymi.
- Piąty to reakcja kwasów zawierających tlen na ogrzewanie. Prawie wszystkie kwasy z tej grupy po podgrzaniu rozkładają się na tlenek tlenu i wodę. Wyjątkiem są kwasy węglowy (H3PO4) i siarkawy (H2SO4). Po podgrzaniu rozkładają się na wodę i gaz. Należy o tym pamiętać. To wszystkie podstawowe właściwości kwasów.
| Formuły kwasowe | Nazwy kwasów | Nazwy odpowiednich soli |
| HCIO 4 | chlorek | nadchlorany |
| HCIO 3 | chlor | chlorany |
| HCIO 2 | chlorek | chloryty |
| HCIO | podchlorawy | podchloryny |
| H5IO6 | jod | nadjodany |
| HIO 3 | jod | jodany |
| H2SO4 | siarkowy | siarczany |
| H2SO3 | siarkawy | siarczyny |
| H2S2O3 | tiosiarkowy | tiosiarczany |
| H2S4O6 | tetrationowy | tetrationiany |
| HNO3 | azotowy | azotany |
| HNO 2 | azotowy | azotyny |
| H3PO4 | ortofosforowy | ortofosforany |
| HPO 3 | metafosforowy | metafosforany |
| H3PO3 | fosfor | fosforyny |
| H3PO2 | fosfor | podfosforyny |
| H2CO3 | węgiel | węglany |
| H2SiO3 | krzem | krzemiany |
| HMnO 4 | mangan | nadmanganiany |
| H2MnO4 | mangan | manganiany |
| H2CrO4 | chrom | chromiany |
| H2Cr2O7 | dichrom | dichromiany |
| HF | fluorowodorowy (fluorowodorowy) | fluorki |
| HCl | chlorowodorowy (chlorowodorkowy) | chlorki |
| Hbr | bromowodorowy | bromki |
| CZEŚĆ | jodowodorowy | jodki |
| H2S | siarkowodór | siarczki |
| HCN | cyjanowodorowy | cyjanki |
| HOCN | cyjanowy | cyjaniany |
Pokrótce przypomnę na konkretnych przykładach, jak prawidłowo nazywać sole.
Przykład 1. Sól K 2 SO 4 powstaje z reszty kwasu siarkowego (SO 4) i metalu K. Sole kwasu siarkowego nazywane są siarczanami. K 2 SO 4 - siarczan potasu.
Przykład 2. FeCl 3 - w skład soli wchodzi żelazo i reszta kwasu solnego (Cl). Nazwa soli: chlorek żelaza(III). Uwaga: w tym przypadku musimy nie tylko nazwać metal, ale także wskazać jego wartościowość (III). W poprzednim przykładzie nie było to konieczne, ponieważ wartościowość sodu jest stała.
Ważne: w nazwie soli należy podać wartościowość metalu tylko wtedy, gdy ten metal ma zmienną wartościowość!
Przykład 3. Ba (ClO) 2 - w skład soli wchodzi bar i pozostałość kwasu podchlorawego (ClO). Nazwa soli: podchloryn baru. Wartościowość metalu Ba we wszystkich jego związkach wynosi dwa, nie trzeba tego wskazywać.
Przykład 4. (NH 4) 2 Kr 2 O 7. Grupa NH 4 nazywana jest amonem, wartościowość tej grupy jest stała. Nazwa soli: dwuchromian amonu (dwuchromian).
W powyższych przykładach spotkaliśmy się jedynie z tzw. średnie lub normalne sole. Kwaśne, zasadowe, podwójne i złożone sole, sole kwasów organicznych nie będą tutaj omawiane.
Jeśli interesuje Cię nie tylko nazewnictwo soli, ale także metody ich otrzymywania i właściwości chemiczne, polecam zapoznanie się z odpowiednimi rozdziałami podręcznika chemii: „
kwasy nazywane są złożonymi substancjami, których skład cząsteczek obejmuje atomy wodoru, które można zastąpić lub wymienić na atomy metalu i resztę kwasową.
W zależności od obecności lub braku tlenu w cząsteczce kwasy dzielą się na zawierające tlen(H 2 SO 4 kwas siarkowy, H 2 SO 3 kwas siarkawy, HNO 3 kwas azotowy, H 3 PO 4 kwas fosforowy, H 2 CO 3 kwas węglowy, H 2 SiO 3 kwas krzemowy) i beztlenowe(kwas fluorowodorowy HF, kwas chlorowodorowy HCl (kwas chlorowodorowy), kwas bromowodorowy HBr, kwas jodowodorowy H2S, kwas wodorosiarczkowy).
W zależności od liczby atomów wodoru w cząsteczce kwasu, kwasy są jednozasadowe (z 1 atomem H), dwuzasadowe (z 2 atomami H) i trójzasadowe (z 3 atomami H). Na przykład kwas azotowy HNO 3 jest jednozasadowy, ponieważ w jego cząsteczce jest jeden atom wodoru, kwas siarkowy H 2 SO 4 – dwuzasadowy itp.
Istnieje bardzo niewiele związków nieorganicznych zawierających cztery atomy wodoru, które można zastąpić metalem.
Część cząsteczki kwasu bez wodoru nazywana jest resztą kwasową.
Pozostałość kwasu mogą składać się z jednego atomu (-Cl, -Br, -I) - są to proste reszty kwasowe, lub mogą - z grupy atomów (-SO 3, -PO 4, -SiO 3) - są to reszty złożone .
W roztworach wodnych reszty kwasowe nie ulegają zniszczeniu podczas reakcji wymiany i podstawienia:
H2SO4 + CuCl2 → CuSO4 + 2 HCl
Słowo bezwodnik oznacza bezwodny, czyli kwas bez wody. Na przykład,
H2SO4 - H2O → SO3. Kwasy beztlenowe nie mają bezwodników.
Kwasy biorą swoją nazwę od nazwy pierwiastka kwasotwórczego (środka kwasotwórczego) z dodatkiem zakończeń „naya” i rzadziej „vaya”: H 2 SO 4 - siarkowy; H2SO3 - węgiel; H 2 SiO 3 - krzem itp.
Pierwiastek może tworzyć kilka kwasów tlenowych. W tym przypadku wskazane końcówki w nazwie kwasów będą wtedy, gdy pierwiastek wykazuje najwyższą wartościowość (cząsteczka kwasu ma dużą zawartość atomów tlenu). Jeśli pierwiastek wykazuje niższą wartościowość, końcówka nazwy kwasu będzie „czysta”: HNO 3 - azotowy, HNO 2 - azotawy.
Kwasy można otrzymać rozpuszczając bezwodniki w wodzie. Jeśli bezwodniki są nierozpuszczalne w wodzie, kwas można otrzymać przez działanie innego silniejszego kwasu na sól żądanego kwasu. Ta metoda jest typowa zarówno dla tlenu, jak i kwasów beztlenowych. Kwasy beztlenowe otrzymuje się również w drodze bezpośredniej syntezy z wodoru i niemetali, a następnie rozpuszczania powstałego związku w wodzie:
H2 + Cl2 → 2 HC1;
H 2 + S → H 2 S.
Roztwory powstałych substancji gazowych HCl i H 2 S i są kwasami.
W normalnych warunkach kwasy są zarówno ciekłe, jak i stałe.
Właściwości chemiczne kwasów
Kwaśne roztwory działają na wskaźniki. Wszystkie kwasy (z wyjątkiem kwasu krzemowego) dobrze rozpuszczają się w wodzie. Substancje specjalne - wskaźniki pozwalają określić obecność kwasu.
Wskaźniki to substancje o złożonej strukturze. Zmieniają kolor w zależności od interakcji z różnymi chemikaliami. W roztworach neutralnych mają jeden kolor, w roztworach zasad inny. Podczas interakcji z kwasem zmieniają kolor: wskaźnik pomarańczy metylowej zmienia kolor na czerwony, wskaźnik lakmusowy również zmienia kolor na czerwony.
Wejdź w interakcję z bazami z tworzeniem wody i soli, która zawiera niezmienioną resztę kwasową (reakcja neutralizacji):
H 2 SO 4 + Ca (OH) 2 → CaSO 4 + 2 H 2 O.
Interakcja z tlenkami bazowymi z powstawaniem wody i soli (reakcja neutralizacji). Sól zawiera resztę kwasową kwasu użytego w reakcji zobojętniania:
H 3 PO 4 + Fe 2 O 3 → 2 FePO 4 + 3 H 2 O.
wchodzić w interakcje z metalami.
W przypadku interakcji kwasów z metalami muszą być spełnione pewne warunki:
1. metal musi być wystarczająco aktywny w stosunku do kwasów (w szeregu aktywności metali musi znajdować się przed wodorem). Im bardziej na lewo metal znajduje się w szeregu aktywności, tym intensywniej oddziałuje z kwasami;
2. Kwas musi być wystarczająco silny (to znaczy zdolny do oddawania jonów wodorowych H +).
Podczas reakcji chemicznych kwasu z metalami powstaje sól i wydziela się wodór (z wyjątkiem interakcji metali z kwasem azotowym i stężonym kwasem siarkowym):
Zn + 2HCl → ZnCl2 + H2;
Cu + 4HNO 3 → CuNO 3 + 2 NO 2 + 2 H 2 O.
Czy masz jakieś pytania? Chcesz wiedzieć więcej o kwasach?
Aby skorzystać z pomocy korepetytora - zarejestruj się.
Pierwsza lekcja jest darmowa!
strona, z pełnym lub częściowym kopiowaniem materiału, wymagany jest link do źródła.
Co to są kwasy?
Taka klasa związków chemicznych jak kwasy znana jest ludzkości od starożytności. Charakterystyczną cechą tych substancji jest kwaśny smak, od którego mają swoją nazwę. A tlen wziął swoją nazwę od nazwy kwas, ponieważ Lavoisier uważał go za niezbędny składnik kwasów, co okazało się złudzeniem.
Do tej pory istnieje wiele kwasów, które nie zawierają tlenu w swoim składzie. I ogromna ilość substancji zawierających tlen, ale niebędących kwasami.
Kwasy i ich właściwości
Również w chemii kwasy nazywane są substancjami złożonymi, które mają wodór i resztę kwasową w swojej cząsteczce.
Wielu naukowców nazwało swoje definicje kwasów i wyróżniło różne właściwości, według których definiuje się kwasy. Tak więc obecnie najczęściej stosuje się podział na kwasy Bronsteda i Lewisa.
- Według Bronsteda kwas jest związkiem chemicznym lub jonem zdolnym do oddania protonu innemu związkowi, zwanemu zasadą.
- Według Lewisa kwas to substancja, która tworzy parę z zasadą Lewisa, przyjmując swoją parę elektronów. Teoria ta obejmuje duży obszar związków chemicznych i jest bardziej wszechstronna i ogólna.
Właściwości chemiczne
Kwasy to różne substancje, które mają pewne wspólne właściwości, a mianowicie:
- Kwaśny smak, o którym już mówiliśmy.
- Obecność wodoru w związku, którego atomy można wymienić na metal, tworząc sól.
- I zdolność zmiany koloru na czerwony lakmusowy.
Wszystkie powyższe właściwości występują w kwasach ze względu na obecność w nich kationów wodoru.
Beztlenowe rozkładają się na proste do prostych substancji.
Właściwości fizyczne
W zależności od stanu skupienia mogą występować w postaci stałej, ciekłej (oleistej) i gazowej.
Ponadto kwasy reagują z zasadami i tlenkami.
Niektóre kwasy mają zapach i kolor.
Klasyfikacja kwasów
Kwasy dzielą się na różne klasyfikacje:
- W zależności od liczby jonów wodoru, do których mogą przechodzić cząsteczki, kwasy dzielą się na jednozasadowe i wielozasadowe (dwuzasadowe, trójzasadowe).
- W zależności od obecności tlenu w cząsteczce kwasy dzielą się na kwasy zawierające tlen i kwasy beztlenowe.
- W zależności od obecności węgla w związku kwasy dzielą się na organiczne i nieorganiczne.
- W zależności od siły dysocjacji kwasy dzielą się na bardzo silne (dysocjujące prawie całkowicie), mocne, średnie, słabe i bardzo słabe. Możesz przeczytać artykuł na ten temat.
- Kwasy dzielą się również na lotne, zdolne do poruszania się w powietrzu i nielotne.
- Trwałe o stabilnej strukturze chemicznej i niestabilne, szybko rozkładające się lub zmieniające się w inną postać w normalnych warunkach środowiskowych.
- Ostatnim kryterium separacji kwasów jest zdolność związku do rozpuszczania się w wodzie. I są odpowiednio izolowane: rozpuszczalne i nierozpuszczalne.
Ponadto kwasy można podzielić według zasady na twarde i miękkie kwasy i zasady: twarde, pośrednie i miękkie.
Przykłady kwasów i ich zastosowania
kwasy nieorganiczne
- Wiele osób zna wódkę Royal - jeden z najsilniejszych kwasów, który z łatwością rozpuszcza metale poza srebrem. Powstaje poprzez zmieszanie dwóch dobrze znanych kwasów nieorganicznych: azotowego HNO3 i chlorowodorowego HCl w stosunku 1:3. Odkrycie wody królewskiej zostało dokonane przez nieznanego alchemika i zostało po raz pierwszy opisane w Europie w XIV wieku.
- Kwas siarkowy H2SO4 jest aktywnie wykorzystywany w akumulatorach samochodowych w oparciu o jego reakcje z ołowiem. Możesz dowiedzieć się więcej na ten temat z artykułu.
- Kwas borowy H3BO3 jest szeroko stosowany w jubilerstwie, lutowaniu i topieniu metali szlachetnych, zarówno sam, jak i jako część topników ochronnych i regeneracyjnych.
- I ogromna liczba innych kwasów nieorganicznych, które znajdują różnorodne zastosowania w naszym życiu.
kwasy organiczne
- Przykładem jednozasadowego kwasu organicznego jest kwas mrówkowy CH2O2 (kwas metanowy), stosowany jako dodatek do żywności.
- A dobrze znany kwas cytrynowy C6H8O7, używany w kuchni, a zwłaszcza w przygotowywaniu uwielbianych przez wszystkich lemoniad, jest złożonym trójzasadowym związkiem organicznym.
- Kwas benzoesowy C7H6O2 - najprostszy kwas jednozasadowy, otrzymany po raz pierwszy w XVI wieku, jest stosowany zarówno jako środek antyseptyczny, jako środek konserwujący, jak i jako wzorzec kalibracyjny przyrządów do pomiaru ciepła (kalorymetrów).
- Kwas mlekowy C3H6O3, po raz pierwszy odkryty w kwaśnym mleku, jest głównym źródłem węglowodanów w życiu organizmów żywych, w tym człowieka. Jest pokarmem dla naszego mózgu i całego układu nerwowego.
- Najbardziej niesamowity kwas, podstawa życia na ziemi - DNA. Chyba każdy o niej słyszał. Bez wyjątku wszystkie złożone istoty żywe znane człowiekowi mają w sobie ten niesamowity kwas, za pomocą którego informacje zgromadzone podczas życia żywej istoty są kodowane, przechowywane i przekazywane kolejnym pokoleniom.
Jak widać świat kwasów jest niezwykle różnorodny. To, co dzisiaj rozważaliśmy, to tylko niewielka część ogromnego świata kwasów, ich właściwości i właściwości. Zakres tych związków chemicznych jest nieograniczony.