Кислоты и их химические свойства
Изучите кислоты, их состав, классификацию, номенклатуру и химические свойства. Узнайте, как кислоты взаимодействуют с металлами, основаниями, оксидами и солями.
Введение
Ранее мы познакомились с оксидами — одним из классов неорганических соединений.
Теперь рассмотрим другой важный класс веществ — кислоты.
В повседневной жизни вы могли слышать, например, об уксусной кислоте, которую применяют при консервировании овощей.
Кислый вкус недозрелых яблок, лимона, щавеля, кумыса и кефира обусловлен наличием в их составе различных кислот.
Кислоты широко встречаются в природе, быту и промышленности. Они входят в состав многих веществ и участвуют в различных химических реакциях.
Что такое кислоты?
Кислоты — сложные вещества, имеющие в своём составе атомы водорода, способные замещаться на атомы металла, и кислотные остатки.
Общая формула кислот
HₙA
где:
- H — атомы водорода;
- A — кислотный остаток;
- n — число атомов водорода.
Примеры кислот
HCl — соляная кислота
H₂SO₄ — серная кислота
HNO₃ — азотная кислота
H₃PO₄ — фосфорная кислота
Физические свойства кислот
Кислоты могут находиться в различных агрегатных состояниях.
Например:
Многие кислоты хорошо растворяются в воде.
Водные растворы кислот обычно бесцветны.
Основные физические свойства кислот
- хорошо растворяются в воде;
- имеют кислый вкус;
- многие являются бесцветными жидкостями;
- могут находиться в различных агрегатных состояниях.
Пробовать вещества на вкус в химической лаборатории запрещено.
Запах некоторых кислот
| Кислота | Запах |
|---|---|
| HCl | Резкий |
| HNO₃ | Едкий |
Большинство кислот опасны при неправильном обращении, так как способны вызывать химические ожоги.
Классификация кислот
Кислоты по наличию кислорода подразделяются на:
- кислородсодержащие;
- бескислородные.
По числу атомов водорода подразделяются на:
- одноосновные;
- многоосновные.
Индикаторы и кислоты
Для определения принадлежности вещества к кислотам или основаниям применяются индикаторы.
Кислоты изменяют окраску индикаторов.
Индикаторы используются для определения среды раствора.
Номенклатура кислот
Если кислотообразующий элемент проявляет переменную валентность, то название кислоты, соответствующей промежуточной валентности элемента, образуется от названия элемента с помощью суффикса -ист- и окончания -ая.
Примеры
H₂SO₃ — сернистая кислота
HNO₂ — азотистая кислота
H₃PO₃ — фосфористая кислота
Название кислоты, соответствующей высшей валентности кислотообразующего элемента, образуется от названия элемента с помощью суффикса -н- и окончания -ая.
Примеры
HNO₃ — азотная кислота
H₂SO₄ — серная кислота
H₃PO₄ — фосфорная кислота
HClO₄ — хлорная кислота
Тривиальные и международные названия кислот
Некоторые кислоты имеют как исторические, так и международные названия.
| Формула | Тривиальное название | Международное название |
|---|---|---|
| HCl | Соляная кислота | Хлороводородная кислота |
| HF | Плавиковая кислота | Фтороводородная кислота |
| H₂CO₃ | Угольная кислота | Карбонат водорода |
| H₃PO₄ | Фосфорная кислота | Тетраоксотригидрофосфат |
Кислотные остатки
Наиболее распространённые кислотные остатки
| Формула кислоты | Название кислоты | Одновалентный остаток | Двухвалентный остаток | Трёхвалентный остаток |
|---|---|---|---|---|
| HCl | Соляная | Cl⁻ — хлорид | — | — |
| HNO₃ | Азотная | NO₃⁻ — нитрат | — | — |
| H₂S | Сероводородная | HS⁻ — гидросульфид | S²⁻ — сульфид | — |
| H₂SO₃ | Сернистая | HSO₃⁻ — гидросульфит | SO₃²⁻ — сульфит | — |
| H₂SO₄ | Серная | HSO₄⁻ — гидросульфат | SO₄²⁻ — сульфат | — |
| H₂CO₃ | Угольная | HCO₃⁻ — гидрокарбонат | CO₃²⁻ — карбонат | — |
| H₃PO₄ | Фосфорная | H₂PO₄⁻ — дигидрофосфат | HPO₄²⁻ — гидрофосфат | PO₄³⁻ — фосфат |
Химические свойства кислот
Химические свойства кислот обусловлены наличием атомов водорода, способных участвовать в химических реакциях.
1. Взаимодействие кислот с металлами
Кислоты взаимодействуют с металлами, стоящими в ряду активности до водорода.
Примеры
2HCl + Zn → ZnCl₂ + H₂↑
H₂SO₄ + Fe → FeSO₄ + H₂↑
Общая схема
Кислота + металл → соль + водород
2. Взаимодействие кислот с основными оксидами
Примеры
2HCl + CuO → CuCl₂ + H₂O
H₂SO₄ + MgO → MgSO₄ + H₂O
Общая схема
Кислота + основной оксид → соль + вода
3. Взаимодействие кислот с основаниями
Реакция называется реакцией нейтрализации.
Примеры
HCl + NaOH → NaCl + H₂O
H₂SO₄ + 2KOH → K₂SO₄ + 2H₂O
Общая схема
Кислота + основание → соль + вода
4. Взаимодействие кислот с солями
Кислоты могут взаимодействовать с солями по реакции обмена.
Реакция протекает, если образуется:
- осадок;
- газ;
- слабый электролит.
Примеры
H₂SO₄ + BaCl₂ → BaSO₄↓ + 2HCl
2HCl + Na₂CO₃ → 2NaCl + H₂O + CO₂↑
Общая схема
Кислота + соль → новая кислота + новая соль
Главное запомнить
Кислоты — это
Сложные вещества, состоящие из:
- атомов водорода;
- кислотного остатка.
Основные признаки кислот
- содержат водород;
- изменяют окраску индикаторов;
- обладают кислым вкусом;
- образуют кислотные остатки.
Основные химические свойства кислот
Кислоты взаимодействуют:
- с металлами;
- с основными оксидами;
- с основаниями;
- с солями.
В результате реакций образуются
- соли;
- вода;
- водород;
- углекислый газ и другие продукты реакции.
Кислоты являются одним из важнейших классов неорганических соединений и играют огромную роль как в природе, так и в промышленности.