КИСЛОТЫ НЕОРГАНИЧЕСКИЕ

Минеральные кислоты: описание, состав, применение

Кислоты – это химические соединения, в состав которых входят атомы водорода, способные замещаться на частицы металлов и кислотный остаток. Они также могут быть определены как вещества, которые могут реагировать с химическим основанием, образуя соль и воду.

Существует два основных типа этих соединений: сильные и слабые. Они также могут быть классифицированы как минеральные и органические кислоты в зависимости от химического состава.

Основное различие между ними заключается в том, что первые представляют собой неорганические соединения, состоящие из различных комбинаций химических элементов, тогда как вторые — комбинация из атомов углерода и водорода.

Определение

Минеральная кислота — это вещество, синтезируемое из одного или нескольких неорганических соединений. Оно выделяет ионы водорода в растворе, из которого, в свою очередь, водород может вытесняться металлом с образованием соли. Разные кислоты имеют разные формулы. Например, у серной кислоты — это H2SO4, у азотной — HNO3.

Соли минеральных кислот содержатся внутри живых организмов, растворенные в воде (в виде ионов) или находятся в твердом состоянии (например, соли кальция и фосфора в составе скелета человека и большинства позвоночных животных).

Одна общая характеристика всех кислот состоит в том, что они всегда имеют, по крайней мере, один атом водорода в своей молекуле.

Все они участвуют в реакции нейтрализации, реагируя с основаниями и образуя соли и воду. Другие свойства кислот — кислый вкус и способность вызывать изменение цвета некоторых красителей.

Типичным примером этого является преобразование колера лакмусовой бумаги с синего на красный.

Минеральные кислоты хорошо растворимы в воде. Они абсолютно не смешиваются с органическими растворителями. Большинство из них очень агрессивно.

Перечень неорганических кислот

К минеральным относятся следующие вещества:

1. Соляная кислота — HCl.
2. Азотная кислота — HNO3.
3. Фосфорная кислота — H3PO4.
4. Серная кислота — H2SO4.
5. Борная кислота — H3BO3.
6. Плавиковая кислота — HF.
7. Бромистоводородная кислота — HBr.
8. Хлорная кислота — HClO4.
9. Иодистоводородная кислота — HI.

Так называемые эталонные кислоты – соляная, серная и азотная — являются наиболее часто используемыми. Далее рассмотрим подробнее.

Соляная кислота

Концентрированное вещество представляет собой водный раствор, содержащий в составе около 38 % хлористого водорода (HCl). Обладает резким запахом, вызывает ожоги органов дыхания и глаз.

Соляная кислота не классифицируется как окислитель или восстановитель.

Однако при смешивании, например, с гипохлоритом натрия (отбеливателем) или перманганатом калия, она выделяет токсичный газообразный хлор.

Являясь неокисляющей кислотой, HCl растворяет большинство неблагородных металлов, выделяя легковоспламеняющийся газообразный водород.

Азотная кислота (HNO3)

Азотная кислота поставляется в виде концентрированного раствора (68-70 %, 16 М) и в безводной форме (100 %). Это сильный окислитель.

Свойства сохраняются, даже если он достаточно разбавлен и находится при комнатной температуре. Это вещество окисляет большинство органических соединений, превращаясь в закись азота.

Она может образовывать взрывоопасные смеси практически с любым органическим соединением.

Концентрированная азотная кислота бурно реагирует с органическим материалом, что приводит к выделению газа и потенциальному повышению давления, после чего происходит разрыв сосуда, если емкость не вентилируется надлежащим образом. Реакции окисления с некоторыми органическими растворителями могут образовывать взрывоопасные нитраты.

Азотная кислота вступает во взаимодействие с большинством металлов, выделяя либо газообразный водород, либо оксиды азота в зависимости от концентрации и вида реагента. Она не растворяет золото и платину.

Смешивание азотной и соляной кислоты приведет к образованию коричневых паров, состоящих из токсичных оксидов азота.

Вещество вызывает возникновение желтых пятен на коже.

Серная кислота (H2SO4)

Концентрированное вещество часто поставляется в 98 % растворе (18 М). Это сильный окислитель, гигроскопичный и сильный обезвоживающий агент.

Разбавленное вещество реагирует с металлами подобно другим минеральным кислотам, выделяя газообразный водород. Концентрированное соединение также может растворять некоторые благородные металлы, такие как медь, серебро и ртуть, выделяя диоксид серы (SO2). Свинец и вольфрам не вступают в реакцию с серной кислотой.

Благодаря своей сильной окислительной и дегидратирующей способности она бурно реагирует со многими органическими химическими веществами, что приводит к выделению газа.

Фосфорная кислота (H3PO4)

Чистая ортофосфорное соединение представляет собой водорастворимое кристаллическое твердое вещество. Кислота, чаще всего продаваемая в виде 85 % водного раствора, является вязкой, нелетучей и не имеет запаха. Она является менее реакционной, чем другие минеральные кислоты, рассмотренные выше.

Растворяясь в воде, вещество делает жидкость вязкой и тягучей.

Использование минеральных кислот

Неорганические кислоты варьируются от кислот с большой силой (серная) до очень слабых (борная). Они имеют тенденцию быть растворимыми в воде и не смешиваться с органическими растворителями.

Минеральные кислоты используются во многих секторах химической промышленности в качестве сырья для синтеза других химических веществ, как органических, так и неорганических. Большое количество их, особенно серная, азотная и соляная, производятся для коммерческого использования на крупных заводах.

Они также широко применяются из-за своих коррозионных свойств. Например, разбавленный раствор соляной кислоты используется для удаления отложений внутри котлов. Этот процесс известен как удаление накипи.

В повседневной жизни серная кислота может использоваться для автомобильных аккумуляторов и очистки поверхностей. Всего несколько десятилетий назад люди регулярно покупали бутылки с этим веществом, чтобы заряжать свои автомобильные аккумуляторы.

Азотная кислота (HNO3) используется в химчистке. Фосфорная кислота (H3РО4) применяется при производстве спичек.

Сходство

Между неорганическими и органическими кислотами существуют характеристики, которые их объединяют в одну группу. Перечень их таков:

1. Могут выделять протоны (ионы H).
2. Вступают в реакцию с химическими основаниями.
3. Имеют сильную и слабую кислотность.
4. Окрашивают синюю лакмусовую бумажку в красный цвет.
5. Взаимодействие кислот и минеральных веществ.

Различия

Между неорганическими и органическими кислотами стоит выделить следующие расхождения:

1. Определение. Минеральные кислоты – это вещества, полученные из неорганических соединений. Органические кислоты – это органические соединения, обладающие кислотными свойствами.
2. Происхождение. Большинство минеральных кислот имеют не биологическое происхождение, например, минеральные источники. С органическими соединениями все наоборот.
3. Растворимость. Большинство минеральных кислот хорошо растворяются в воде. Органические же соединения плохо смешиваются с жидкостью.
4. Кислотность. Большинство минеральных кислот являются сильными. Органические — обычно слабые.
5. Химический состав. Минеральные кислоты могут иметь или не иметь атомы углерода в своей структуре. В органических соединениях они присутствуют всегда.

В статье представлены данные о кислотах и их свойствах.

Источник: https://News4Auto.ru/mineralnye-kisloty-opisanie-sostav-primenenie/

Кислоты их классификация и номенклатура (Таблица)

Кислоты — это химические соединения, которые способны отдавать катион водорода (также называют кислоты Бренстеда), либо соединения, которые способны принимать электронную пару с образованием ковалентной связи (кислоты Льюиса).

Физические свойства: жидкие или твердые вещества, некоторые хорошо растворяются в воде, имеют кислый вкус.

Классификация кислот схема

Кислоты подразделяют по наличию кислорода (кислородные, безкислородные), по основности (одноосновные, многоосновные), по летучести (летучие, нелетучие), по силе (сильные, слабые), по стабильности (стабильные, нестабильные) и по растворимости в воде (растворимые, нерастворимые).

Классификация кислот таблица

Номенклатура кислот таблица

Таблица номенклатура кислот их кислотный остаток и ангидрид

_____________

Источник информации:  Насонова А.Е. Химия, школьная программа в таблицах и формулах, 1998

Источник: https://infotables.ru/khimiya/898-kisloty

Кислоты — классификация, свойства, получение и применение

Кислоты (неорганические, минеральные) — это сложные соединения состоящие из катиона водорода (H+) и аниона кислотного остатка(SO32-, SO42-, NO3—  и т.д). 

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.

Изменение цвета индикаторов в кислой среде

Химические свойства кислот

• Взаимодействие с металлами (в ряду активности находящихся до водорода), протекает с выделением газообразного водорода и образованием солей: 

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.

• Взаимодействуют с оксидами основных и амфотерных металлов с образованием солей и воды:

H2SO4 + MgO → MgSO4 + H2O

• С основаниями, с образованием солей и воды (так называемая реакция нейтрализации):

H2SO4 + 2NaOH → Na2SO4 + H2O

• Кислоты могут взаимодействовать с солями, если в результате реакции будет образовываться нерастворимая соль, или выделяться газ:

H2SO4 + K2CO3 → K2SO4 + H2O + CO2↑

• Сильные кислоты могут вытеснять из солей более слабые кислоты:

3H2SO4 + 2K3PO4 → 3K2SO4 + H3PO4

Получение кислот

• Взаимодействие кислотного оксида с водой:

H2O + SO3 →H2SO4

• Взаимодействие водорода и неметалла:

H2 + Cl2 → 2HCl

• Вытеснение слабой кислоты из солей, более сильной кислотой:

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: https://in-chemistry.ru/kisloty-klassifikatsiya-svojstva-poluchenie-primenenie

Классификация неорганических веществ

Неорганическая химия – раздел химии, изучающий строение и химические свойства неорганических веществ.

Среди простых веществ выделяют металлы и неметаллы. Среди сложных: оксиды, основания, кислоты и соли. Классификация неорганических веществ построена следующим образом:

Большинство химических свойств мы изучим по мере продвижения по периодической таблице Д.И. Менделеева. В этой статье мне хотелось бы подчеркнуть ряд принципиальных деталей, которые помогут в дальнейшем при изучении химии.

Оксиды

Все оксиды подразделяются на солеобразующие и несолеобразующие. Солеобразующие имеют соответствующие им основания и кислоты (в той же степени окисления (СО)!) и охотно вступают в реакции солеобразования. К ним относятся, например:

• CuO – соответствует основанию Cu(OH)2
• Li2O – соответствует основанию LiOH
• FeO – соответствует основанию Fe(OH)2 (сохраняем ту же СО = +2)
• Fe2O3 – соответствует основанию Fe(OH)3 (сохраняем ту же СО = +3)
• P2O5 – соответствует кислоты H3PO4

Солеобразующие оксиды, в свою очередь, делятся на основные, амфотерные и кислотные.

• Основные

Основным оксидам соответствуют основания в той же СО. В химических реакциях основные оксиды проявляют основные свойства, образуются исключительно металлами. Примеры: Li2O, Na2O, K2O, Rb2O CaO, FeO, CrO, MnO.

Основные оксиды взаимодействуют с водой с образованием соответствующего основания (реакцию идет, если основание растворимо) и с кислотными оксидами и кислотами с образованием солей. Между собой основные оксиды не взаимодействуют.

Li2O + H2O → LiOH (основный оксид + вода → основание)

Li2O + P2O5 → Li3PO4 (осн. оксид + кисл. оксид = соль)

Li2O + H3PO4 → Li3PO4 + H2O (осн. оксид + кислота = соль + вода)

Здесь не происходит окисления/восстановления, поэтому сохраняйте исходные степени окисления атомов.

• Амфотерные (греч. ἀμφότεροι – двойственный)

Эти оксиды действительно имеют двойственный характер: они проявляют как кислотные, так и основные свойства. Примеры: BeO, ZnO, Al2O3, Fe2O3, Cr2O3, MnO2, PbO, PbO2, Ga2O3.

С водой они не взаимодействуют, так как продукт реакции, основание, получается нерастворимым. Амфотерные оксиды реагируют как с кислотами и кислотными оксидами, так и с основаниями и основными оксидами.

Fe2O3 + K2O → (t) KFeO2 (амф. оксид + осн. оксид = соль)

ZnO + KOH → K2[Zn(OH)4] (амф. оксид + основание = комплексная соль)

ZnO + N2O5 → Zn(NO3)2 (амф. оксид + кисл. оксид = соль; СО азота сохраняется в ходе реакции)

Fe2O3 + HCl → FeCl3 + H2O (амф. оксид + кислота = соль + вода; обратите внимание на то, что СО Fe = +3 не меняется в ходе реакции)

• Кислотные

Проявляют в ходе химических реакций кислотные свойства. Образованы металлами и неметаллами, чаще всего в высокой СО. Примеры: SO2, SO3, P2O5, N2O3, NO2, N2O5, SiO2, MnO3, Mn2O7.

Каждому кислотному оксиду соответствует своя кислота. Это особенно важно помнить при написании продуктов реакции: следует сохранять степени окисления. Некоторым кислотным оксидам соответствует сразу две кислоты.

• SO2 – H2SO3
• SO3 – H2SO4
• P2O5 – H3PO4
• N2O5 – HNO3
• NO2 – HNO2, HNO3

Кислотные оксиды вступают в реакцию с основными и амфотерными, реагируют с основаниями. Реакции между кислотными оксидами не характерны.

SO2 + Na2O → Na2SO3 (кисл. оксид + осн. оксид = соль; сохраняем СО S = +4)

SO3 + Li2O → Li2SO4 (кисл. оксид + осн. оксид = соль; сохраняем СО S = +6)

P2O5 + NaOH → Na3PO4 + H2O (кисл. оксид + основание = соль + вода)

При реакции с водой кислотный оксид превращается в соответствующую ему кислоту. Исключение SiO2 – не реагирует с водой, так как продукт реакции – H2SiO3 является нерастворимой кислотой.

Mn2O7 + H2O → HMnO4 (сохраняем СО марганца +7)

SO3 + H2O → H2SO4 (сохраняем СО серы +6)

SO2 + H2O → H2SO3 (сохраняем СО серы +4)

Несолеобразующие оксиды – оксиды неметаллов, которые не имеют соответствующих им гидроксидов и не вступают в реакции солеобразования. К таким оксидам относят:

Реакции несолеобразующих оксидов с основаниями, кислотами и солеобразующими оксидов редки и не приводят к образованию солей. Некоторые из несолеобразующих оксидов используют в качестве восстановителей:

FeO + CO → Fe + CO2 (восстановление железа из его оксида)

Основания

Основания – химические соединения, обычно характеризуются диссоциацией в водном растворе с образованием гидроксид-анионов. Растворимые основания называются щелочами: NaOH, LiOH, Ca(OH)2, Ba(OH)2.

Гидроксиды щелочных металлов (Ia группа) называются едкими: едкий натр – NaOH, едкое кали – KOH.

Основания классифицируются по количеству гидроксид-ионов в молекуле на одно-, двух- и трехкислотные.

Так же, как и оксиды, основания различаются по свойствам. Все основания хорошо реагируют с кислотами, даже нерастворимые основания способны растворяться в кислотах. Также нерастворимые основания при нагревании легко разлагаются на воду и соответствующий оксид.

NaOH + HCl → NaCl + H2O (основание + кислота = соль + вода – реакция нейтрализации)

Mg(OH)2 → (t) MgO + H2O (при нагревании нерастворимые основания легко разлагаются)

Если в ходе реакции основания с солью выделяется газ, выпадает осадок или образуется слабый электролит (вода), то такая реакция идет. Нерастворимые основания с солями почти не реагируют.

Ba(OH)2 + NH4Cl → BaCl2 + NH3 + H2O (в ходе реакции образуется нестойкое основание NH4OH, которое распадается на NH3 и H2O)

LiOH + MgCl2 → LiCl2 + Mg(OH)2↓

KOH + BaCl2 ↛ реакция не идет, так как в продуктах нет газа/осадка/слабого электролита (воды)

В растворах щелочей pH > 7, поэтому лакмус окрашивает их в синий цвет.

Амфотерные оксиды соответствуют амфотерным гидроксидам. Их свойства такие же двойственные: они реагирую как с кислотами – с образованием соли и воды, так и с основаниями – с образованием комплексных солей.

Al(OH)3 + HCl → AlCl3 + H2O (амф. гидроксид + кислота = соль + вода)

Al(OH)3 + KOH → K[Al(OH)4] (амф. гидроксид + основание = комплексная соль)

При нагревании до высоких температур комплексные соли не образуются.

Al(OH)3 + KOH → (t) KAlO2 + H2O (амф. гидроксид + основание = (прокаливание) соль + вода – при высоких температурах вода испаряется, и комплексная соль образоваться не может)

Кислоты

Кислота – химическое соединение обычно кислого вкуса, содержащее водород, способный замещаться металлом при образовании соли. По классификации кислоты подразделяются на одно-, двух- и трехосновные.

Кислоты отлично реагируют с основными оксидами, основаниями, растворяя даже те, которые выпали в осадок (реакция нейтрализации). Также кислоты способны вступать в реакцию с теми металлами, которые стоят в ряду напряжений до водорода (то есть способны вытеснить его из кислоты).

H3PO4 + LiOH → Li3PO4 + H2O (кислота + основание = соль + вода – реакция нейтрализации)

Zn + HCl → ZnCl2 + H2↑ (реакция идет, так как цинк стоил в ряду активности левее водорода и способен вытеснить его из кислоты)

Cu + HCl ↛ (реакция не идет, так как медь расположена в ряду активности правее водорода, менее активна и не способна вытеснить его из кислоты)

Существуют нестойкие кислоты, которые в водном растворе разлагаются на кислотный оксид (газ) и воду – угольная и сернистая кислоты:

• H2CO3 → H2O + CO2↑
• H2SO3 → H2O + SO2↑

Записать эти кислоты в растворе в виде “H2CO3 или H2SO3” – будет считаться ошибкой. Пишите угольную и сернистую кислоты в разложившемся виде – виде газа и воды.

Все кислоты подразделяются на сильные и слабые. Напомню, что мы составили подробную таблицу сильных и слабых кислот (и оснований!) в теме гидролиз. В реакции из сильной кислоты (соляной) можно получить более слабую, например, сероводородную или угольную кислоту.

Однако невозможно (и противоречит законам логики) получить из более слабой кислоты сильную, например из уксусной – серную кислоту. Природу не обманешь

K2S + HCl → H2S + KCl (из сильной – соляной кислоты – получили более слабую – сероводородную)

K2SO4 + CH3COOH ↛ (реакция не идет, так как из слабой кислоты нельзя получить сильную: из уксусной – серную)

Подчеркну важную деталь: гидроксиды это не только привычные нам NaOH, Ca(OH)2 и т.д., некоторые кислоты также считаются кислотными гидроксидами, например серная кислота – H2SO4. С полным правом ее можно записать как кислотный гидроксид: SO2(OH)2

В завершении подтемы кислот предлагаю вам вспомнить названия основных кислот и их кислотных остатков.

Соли

Соль – ионное соединение, образующееся вместе с водой при нейтрализации кислоты основанием (не единственный способ). Водород кислоты замещается металлом или ионом аммония (NH4). Наиболее известной солью является поваренная соль – NaCl.

По классификации соли бывают:

• Средние – продукт полного замещения атомов водорода в кислоте на металл: KNO3, NaCl, BaSO4, Li3PO4
• Кислые – продукт неполного замещения атомов водорода: LiHSO4, NaH2PO4 и Na2HPO4 (гидросульфат лития, дигидрофосфат и гидрофосфат натрия)
• Основные – продукт неполного замещения гидроксогрупп на кислотный остаток: CrOHCl (хлорид гидроксохрома II)
• Двойные – содержат два разных металла и один кислотный остаток (NaCr(SO4)2
• Смешанные – содержат один металл и два кислотных остатка MgClBr (хлорид-бромид магния
• Комплексные – содержат комплексный катион или анион – атом металла, связанный с несколькими лигандами: Na[Cr(OH)4] (тетрагидроксохромат натрия)

Растворы или расплавы солей могут вступать в реакцию с металлом, который расположен левее металла, входящего в состав соли. В этом случае более активный металл вытеснит менее активный из раствора соли. Например, железо способно вытеснить медь из ее солей:

Fe + CuSO4 → FeSO4 + Cu (железо стоит левее меди в ряду активности и способно вытеснить медь из ее солей)

Замечу важную деталь: исход реакции основание + кислота иногда определяет соотношение. Запомните, что если двух- или трехосновная кислота дана в избытке – получается кислая соль, если же в избытке дано основание – средняя соль.

NaOH + H2SO4 → NaHSO4 (кислота дана в избытке)

2NaOH + H2SO4 → Na2SO4 + H2O (основание дано в избытке)

Если в ходе реакции соли с кислотой, основанием или другой солью выпадает осадок, выделяется газ или образуется слабый электролит (вода), то такая реакция идет. Кислую соль также можно получить в реакции соли с соответствующей двух-, трехосновной кислотой.

Na2CO3 + HCl → NaCl + H2O + CO2↑ (сильная кислота – соляная, вытесняет слабую – угольную)

MgCl2 + LiOH → Mg(OH)2↓ + LiCl

K2SO4 + H2SO4 → KHSO4 (средняя соль + кислота = кислая соль)

Чтобы сделать из кислой соли – среднюю соль, нужно добавить соответствующее основание:

KHSO4 + KOH → K2SO4 + H2O (кислая соль + основание = средняя соль)

Источник: https://studarium.ru/article/161