На что делятся кислоты в химии

Урок №47. Кислоты. Состав. Классификация. Номенклатура. Получение кислот

Классификация кислот

1. По числу атомов водорода: число атомов водорода (n) определяет основность кислот:

2. По составу:

а) Таблица кислородсодержащих кислот, кислотных остатков и соответствующих кислотных оксидов:

Кислотный остаток (А)

Соответствующий кислотный оксид

SO ₃ оксид серы ( VI )

HMnO ₄ марганцевая

MnO ₄ (I) перманганат

Mn ₂ O ₇ оксид марганца ( VII )

SO ₂ оксид серы ( IV )

PO ₄ (III) ортофосфат

P ₂ O ₅ оксид фосфора ( V )

N ₂ O ₃ оксид азота ( III )

CO ₂ оксид углерода ( IV )

SiO ₂ оксид кремния (IV)

С l ₂ O оксид хлора ( I)

С l ₂ O ₃ оксид хлора ( III)

НСlO ₃ хлорноватая

С l ₂ O ₅ оксид хлора ( V)

С l ₂ O ₇ оксид хлора ( VII)

б) Таблица бескислородных кислот

Кислотный остаток (А)

HCl соляная, хлороводородная

H ₂ S сероводородная

Физические свойства кислот

Способы получения кислот

HCl, HBr, HI, HF, H ₂ S

1. Прямое взаимодействие неметаллов

1. Кислотный оксид + вода = кислота

2. Реакция обмена между солью и менее летучей кислотой

Источник

Кислоты в химии

Кислоты в химии – это группа соединений, обладающих общими чертами в строении молекул, в состав которых всегда входит водород и кислотный остаток. В химических процессах кислоты проявляют специфические свойства, главное из которых – способность образовывать соли.

Определение и формулы

Кислота – соединение, молекулы которого способны к обмену или замещению водородного катиона (протона) катионом металла с присоединением его к кислотному остатку. В химических реакциях кислотный остаток, состоящий из одного (простой) или нескольких (сложный) атомов, сохраняет свой состав.

Химические формулы

В неорганической химии общая формула кислот имеет вид где H – водород, n – количество атомов, A – кислотный остаток.

Значение n соответствует валентности кислотного остатка. Формула кислоты позволяет установить состав соединений, образуемых с ее участием, и составить уравнение реакции.

Органические карбоновые кислоты имеют общую формулу RCOOH, где R – углеводородный радикал, COOH – карбоксильная группа, атом водорода в составе которой может замещаться.

Ионные формулы

При растворении в воде происходит диссоциация – разложение – молекул кислоты на катионы H+ и анионы кислотных остатков. Поэтому кислоту можно представить в ионной записи . Так, – ионный состав соляной кислоты – серной кислоты H2SO4; – ортофосфорной кислоты H3PO4.

Диссоциация молекул карбоновых кислот происходит по схеме . Например, ионная формула пропионовой кислоты CH3CH2COOH имеет вид .

Структурные формулы

Взаимное расположение атомов и кратность связей в молекуле отражают графические, или структурные, формулы:

Кислота	Структурная формула	Трехмерная модель молекулы
плавиковая HF
угольная H2CO3
уксусная CH3COOH

Классификация кислот в химии

Кислоты подразделяются на группы по ряду признаков:

Силу кислородсодержащих кислот с формулой определяют по разности m – n:

Кислоты классифицируют также по растворимости, летучести и устойчивости.

Номенклатура

Систематические наименования бескислородных кислот строятся по следующему правилу: название элемента + суффикс «-о-» + «-водородная» (бромоводородная HBr ).

Наименование кислородсодержащей кислоты определяют особенности состава:

Кислоты, их соли и ангидриды

Названия и состав некоторых кислот, их солей (наименования кислотных остатков) и ангидридов (кислотных оксидов) представлены в таблице:

Свойства кислот

В стандартных условиях кислоты представляют собой жидкости или твердые вещества. Водные растворы кислот изменяют цвет индикаторов:

Фенолфталеин на кислую среду не реагирует.

Химические свойства

Водород не выделяется в реакциях с концентрированной серной и азотной кислотами, так как металлы в этом случае окисляются серой S6+ и азотом N5+:

Продукты реакции – соль и вода.

Сильная кислота вытесняет из соли более слабую. Сила кислот убывает слева направо в ряду:

Так, в карбонате кальция CaCO3 плавиковой кислотой HF вытесняется угольная H2CO3:

При нагревании молекулы нерастворимых кислот разлагаются на кислотный оксид и воду:

Неустойчивые молекулы угольной и сернистой кислот разлагаются в момент образования на газ и воду:

Получение

Кислоты образуются при взаимодействиях:

Применение

Кислоты применяются во множестве отраслей: в пищевой, легкой, химической промышленности, в производстве медицинских препаратов, в горном деле.

Из минеральных кислот наиболее широко используются серная, азотная, ортофосфорная, соляная. Карбоновые кислоты – щавелевая, уксусная, масляная, муравьиная и другие – также находят применение в различных областях: от производства продуктов питания до металлургии.

Задания

1. Назовите валентность кислотного остатка:

2. Установите степени окисления элементов в кислотах и наименования кислот в соответствии с номенклатурой:

3. Какое соединение в ряду CO2, BaSO4, HCl, HCOOH, Na2CO3, H2SiO3, MgO, H3AsO4 является:

4. Определите тип реакции Mg+HCl=? Каковы ее продукты? Составьте ее молекулярное и ионное уравнения.

5. H2WO4 – малорастворимая вольфрамовая кислота. На какие вещества она разлагается при нагревании? Составьте уравнение реакции разложения.

Ответы

Источник

Химические свойства кислот, их классификация и реакции

Общие свойства кислот. Классификация

Кислоты — класс сложных химических веществ, состоящих из атомов водорода и кислотных остатков.

В первую очередь кислоты делятся на:

Свойства карбоновых кислот подробно разбираются в статье Карбоновые кислоты (ссылка на статью)

В зависимости от количества атомов водорода, которые могут замещаться в химических реакциях различают:

Не смотря на то, что в уксусной кислоте четыре атома водорода, три из них принадлежат кислотному остатку и в реакциях замещения не участвуют. Соответственно, уксусная кислота — одновалентная.

Свойства неорганических кислот также зависят от наличия в их составе кислорода и делятся на

Растворы кислот способны диссоциировать и проводить электрический ток т.е. являются электролитами. В зависимости от степени диссоциации делятся на:

Химические свойства кислот

1. Диссоциация

При диссоциации кислот образуются катионы водорода и анионы кислотного остатка.

Многоосновные кислоты диссоциируют ступенчато.

НРО 2- ₄ ↔ Н + + PО З- ₄ (третья ступень)

2. Разложение

Кислородсодержащие кислоты разлагаются на оксиды и воду.

Бескислородные на простые вещества

3. Реакция с металлами

Кислоты реагируют лишь с теми металлами, что стоят в ряду активности до кислорода. В результате взаимодействия образуется соль и выделяется водород.

Найти ряд активности можно на последней странице электронного учебника «Химия 9 класс» под редакцией В. В. Еремина.

Бдительные ученики могут сказать: «Золото стоит в ряду активности металлов после водорода, а с „царской водкой“ реагирует. Как же так?»

Из всех правил есть исключения.

Поскольку в состав азотной кислоты входит азот со степенью окисления +5, а в состав серной — сера со степенью окисления +6, то с металлами реагируют не ионы водорода, а более сильные окислители. Образуется соль, но не происходит выделения водорода.

4. Реакции с основаниями

В результате образуются соль и вода, происходит выделение тепла.

Реакции такого типа называются реакциями нейтрализации. Простейшая реакция, которую можно провести на собственной кухне — гашение соды столовым уксусом или 9%раствором уксусной кислоты.

5. Реакции кислот с солями

Вспомним, когда мы разбирали ионные уравнения ( ссылка на статью), одним из условий протекания реакций было образование в ходе взаимодействия нерастворимой соли, выделение летучего газа или слабо диссоциирующего вещества — например, воды. Те же условия сохраняются и для реакций кислот с солями.

6. Реакция кислот с основными и амфотерными оксидами

В ходе реакции образуется соль и происходит выделение воды.

7. Восстановительные свойства бескислородных кислот

Если в окислительных реакциях первую скрипку играет водород, то в восстановительных реакциях основная роль принадлежит анионному остатку. В результате реакций образуются свободные галогены.

Физические свойства кислот

При нормальных условиях (Атмосферное давление = 760 мм рт. ст. Температура воздуха 273,15 K = 0°C) кислоты чаще жидкости, хотя встречаются и твердые вещества: например ортофосфорная H₃PO₄ или кремниевая H₂SiO₃.

Некоторые кислоты представляют собой растворы газов в воде: фтороводородная-HF, соляная-HCl, бромоводородная-HBr.

Кислотные свойства кислот в ряду HF → HCl → HBr → HI усиливаются.

Для некоторых кислот (соляная, серная, уксусная) характерен специфический запах.

Благодаря наличию ионов водорода в составе, кислоты обладают характерным кислым вкусом.

Химическая лаборатория не ресторан, и в целях безопасности существует жесткий запрет на опробование на вкус химических веществ.

Как же можно определить кислота в пробирке или нет?

В 1300 году был открыт лакмус, и с тех пор алхимикам и химикам не пришлось рисковать своим здоровьем, пробуя на вкус содержимое пробирок. Запомните, что лакмус в кислой среде краснеет.

Вторым широко используемым индикатором является фенолфталеин.

Простой мнемонический стишок поможет запомнить, как ведут себя индикаторы в разных средах.

Индикатор лакмус — красный
Кислоту укажет ясно.
Индикатор лакмус — синий,
Щёлочь здесь — не будь разиней,
Когда ж нейтральная среда,
Он фиолетовый всегда.
Фенолфталеиновый — в щелочах малиновый
Но несмотря на это в кислотах он без цвета.

Источник

Виды кислот и способы их получения

В химии неорганические соединения делятся на простые и сложные вещества. Простые состоят из атомов одного химического элемента, сложные — из нескольких. Сложные неорганические вещества делятся на пять основных классов: кислоты, основания, амфотерные гидроксиды, оксиды, соли.

Разберёмся с первым классом из списка — кислотами.

Что такое кислота — определение в химии

Кислоты — это сложные вещества, которые состоят из атомов водорода и кислотных остатков.

A c — кислотный остаток;

x — число атомов водорода;

n — степень окисления кислотного остатка.

В химических реакциях активный атом водорода может замещаться на атом металла, в результате чего получается соль. Кислотный остаток — это часть молекулы кислоты без атомов водорода. Валентность кислотного остатка равна числу связанных с ним атомов водорода.

Виды кислот и их классификация, какие бывают (примеры)

Существуют несколько классификаций кислот. Разберёмся с основной классификацией, созданной по формальным признакам: содержанию кислорода, растворимости и так далее.

По содержанию кислорода

Кислоты могут делиться на кислородосодержащие и бескислородные.

Кислородсодержащие получаются при воздействии воды на кислотные оксиды — ангидриды.

Их название в корне содержит название элемента, входящего в состав ангидрида. Примеры:

Номенклатура выглядит следующим образом. В случае, если элементу соответствуют несколько кислот, для названия кислоты с большей валентностью такого элемента употребляют суффикс «Н» или «В». Для кислот с меньшей валентностью элемента в названиях добавляют еще один суффикс «ИСТ». Например, серная ( H 2 S O 4 ) и сернистая кислота ( H 2 S O 3 ).

Бескислородные представляют собой растворы некоторых газов в воде. Названия бескислородных кислот составляют по принципу: элемент + водородная кислота.

Важно, что газ и раствор газа имеют различные свойства. Например, хлороводород и соляная кислота.

Газ хлороводород можно получить из водорода и хлора. Уравнение:

H 2 + C l 2 → 2 H C l

В сухом состоянии такой газ не проявляет кислотных свойств. При перевозке в тех же металлических ёмкостях не происходит никаких реакций. Но, если хлороводород растворить в воде, получается раствор, который называют соляной кислотой. Она обладает сильными кислотными свойствами и опасна при реагировании с металлом.

По растворимости в воде

Кислоты делят на растворимые и нерастворимые. Большинство кислот растворимы. Нерастворимые — кремниевая H 2 S i O 3 и все органические карбоновые кислоты, содержащие десять атомов углерода и больше.

По летучести

Летучие кислоты — это химические соединения, которые быстро испаряются при нормальных условиях, то есть молекулы легко переходят в газовую фазу. В их список входят, к примеру, органические соединения, которые образуются в человеческом организме в результате процесса пищеварения, болезней или метаболизма.

Список летучих кислот:

Нелетучими являются все остальные. Они стабильны в водных растворах.

По силе (степени диссоциации)

Кислоты также можно разделить на сильные и слабые. Если в водном растворе кислота полностью распадается на ионы (диссоциирует), то она является сильной. Слабые кислоты не распадаются на ионы полностью, обычно их диссоциация протекает в незначительной степени.

Как определить силу кислоты, то есть степень диссоциации? Можно использовать лёгкий приём: вычесть из числа атомов O число атомов H. Если в ответе получается число меньше 2 — слабая. Больше или равно — сильная.

Степень диссициации можно также установить экспериментальным путем посредством измерения проводимости растворов. Разбавленные растворы сильных кислот хорошо проводят электрический ток, растворы слабых кислот — плохо.

Характерные химические и физические свойства

Химические свойства

Взаимодействие с основными оксидами. Образуются соль и вода:

C a O + 2 H C l → C a C l 2 + H 2 O

Взаимодействие с амфотерными оксидами. Образуются соль и вода:

Z n O + 2 H N O 3 → Z n ( N O 3 ) 2 + H 2 O

Взаимодействие со щелочами. Образуются соль и вода (реакция нейтрализации):

N a O H + H C l → N a C l + H 2 O

Взаимодействие с солями. Реакция протекает, если выпадает осадок или выделяется газ:

B a C l 2 + H 2 S O 4 → B a S O 4 ↓ + H C l ↑

Сильные кислоты вытесняют более слабые из их солей:

K 3 P O 4 + 3 H C l → 3 K C l + H 3 P O 4

Также металлы, стоящие в ряду активности до водорода, вытесняют его из раствора кислоты (если соль, которая образуется в итоге, растворима):

M g + 2 H C l → M g C l 2 + H 2 ↑

Однако! С азотной и концентрированной серной кислотами реакция идёт иначе:

M g + 2 H 2 S O 4 → M g S O 4 + S O 2 ↑ + 2 H 2

Физические свойства

Получение и применение кислот

Кислоты можно получить несколькими методами.

Взаимодействие кислотного оксида с водой:

H 2 O + S O 3 → H 2 S O 4

Взаимодействие водорода и неметалла:

H 2 + C l 2 → 2 H C l

Вытеснение слабой кислоты из солей более сильной кислотой:

3 H 2 S O 4 + 2 K 3 P O 4 → 3 K 2 S O 4 + H 3 P O 4

Кислоты находят широкое применение в различных сферах. К примеру, серная используется для производства лакокрасочных материалов и минеральных удобрений. Борная является медицинским антисептиком. Уксусную и лимонную добавляют при приготовлении выпечки, а аскорбиновую применяют при лечении простудных заболеваний.

Источник

Кислоты — классификация, свойства, получение и применение.

Кислотам дали такое название не просто так. Большинство из них имеют кислый вкус. С некоторыми из них знаком каждый из вас. Это, например, уксусная кислота, которая есть в каждом доме, аскорбиновая кислота (она же витамин C), лимонная кислота и т.д. Но не стоит все кислоты пробовать на вкус. Кислоты являются очень едкими веществами. Даже всем нам привычная и известная аскорбиновая кислота в большой концентрации будет вредна нашему организму. А от более сильных кислот — серной, соляной и даже уксусной — можно получить очень сильные ожоги, вплоть до летального исхода. Поэтому при работе с кислотами нужно быть осторожными, а также соблюдать технику безопасности.

Таблица названий некоторых кислот и их солей

Классификация кислот

Понятие «одноосновная кислота» произошло по причине того, что для нейтрализации одной молекулы одноосновной кислоты нам понадобится одна молекула основания. для двухосновной — соответственно две молекулы и т. д.

Свойства кислот

Изменение цвета индикаторов в кислой среде

Химические свойства кислот

H₂SO₄ + 2Na → Na₂SO₄ + H₂↑

Металлы, находящиеся в ряду активности после водорода, не вступают в реакцию с кислотой (кроме концентрированной серной кислоты).

Азотная и концентрированная серная кислоты проявляют свойства окислителей, и продукты реакций будут зависеть от концентрации, температуры и природы восстановителя.

H₂SO₄ + MgO → MgSO₄ + H₂O

H₂SO₄ + 2NaOH → Na₂SO₄ + H₂O

H₂SO₄ + K₂CO₃ → K₂SO₄ + H₂O + CO₂↑

3H₂SO₄ + 2K₃PO₄ → 3K₂SO₄ + H₃PO₄

Получение кислот

H₂O + SO₃ →H₂SO₄

H₂ + Cl₂ → 2HCl

3H₂SO₄ + 2K₃PO₄ → 3K₂SO₄ + H₃PO₄

Применение кислот

В настоящее время, минеральные и органические кислоты находят множество сфер применения.

Серная кислота (H₂SO₄), находит широкое применение в химической технологии, для производства лакокрасочных материалов, производстве минеральных удобрений, в пищевой промышленности (пищевая добавка Е513), в качестве электролита в производстве аккумуляторных батарей.

Раствор двухромовокислого калия в серной кислоте (хромовая смесь) используются в лабораториях для мытья химической посуды. Являясь сильным окислителем, хромка позволяет отмывать посуду от следов загрязнений органическими веществами. Так же, хромовая смесь используется в органическом синтезе.

Борная кислота (H₃BO₃) используется в медицине как антисептик, в качестве флюса при пайке металлов, как борсодержащее удобрение, в домашнем хозяйстве используется как средство от тараканов.

Широко известны в домашнем использовании при выпечке уксусная и лимонная кислоты. Также в быту их используют для удаления накипи.

Знакомая всем с детства аскорбиновая кислота, более известная в народе как витамин С, применяется при лечении простудных заболеваний.

Азотная кислота (HNO₃) находит применение при производстве взрывчатых веществ, при производстве минеральных азотсодержащих удобрений (аммиачная, калиевая селитра), в производстве лекарственных средств (нитроглицерин).

Источник