Кислоти коротко. Щільність різних кислот

Кислоти - це такі хімічні сполуки, які здатні віддавати електрично заряджений іон (катіон) водню, а також приймати два взаємодіючі електрони, внаслідок чого утворюється ковалентний зв'язок.

У цій статті ми розглянемо основні кислоти, які вивчають у середніх класах загальноосвітніх шкіл, а також дізнаємося безліч цікавих фактів про різні кислоти. Приступимо.

Кислоти: види

У хімії існує безліч найрізноманітніших кислот, які мають різні властивості. Хіміки розрізняють кислоти за вмістом у складі кисню, леткістю, розчинністю у воді, силі, стійкості, приналежності до органічного або неорганічного класу хімічних сполук. У цій статті ми розглянемо таблицю, в якій представлені найвідоміші кислоти. Таблиця допоможе запам'ятати назву кислоти та її хімічну формулу.

Отже, все видно. У цій таблиці представлені найвідоміші в хімічній промисловості кислоти. Таблиця допоможе набагато швидше запам'ятати назви та формули.

Сірководнева кислота

H 2 S – це сірководнева кислота. Її особливість полягає в тому, що вона є ще й газом. Сірководень дуже погано розчиняється у воді, а також взаємодіє з багатьма металами. Сірководнева кислота відноситься до групи "слабкі кислоти", приклади яких ми розглянемо в цій статті.

H2S має трохи солодкуватий смак, а також дуже різкий запах тухлих яєць. У природі її можна зустріти у природному чи вулканічному газах, і навіть вона виділяється при гниття білка.

Властивості кислот дуже різноманітні, навіть якщо кислота незамінна в промисловості, може бути дуже корисна для здоров'я людини. Ця кислота дуже токсична для людини. При вдиханні невеликої кількості сірководню в людини прокидається головний біль, починається сильна нудота і запаморочення. Якщо ж людина вдихне велику кількість H 2 S, це може призвести до судом, комі або навіть миттєвої смерті.

Сірчана кислота

H 2 SO 4 – це сильна сірчана кислота, з якою діти знайомляться на уроках хімії ще у 8-му класі. Хімічні кислоти, такі як сірчана є дуже сильними окислювачами. H 2 SO 4 діє як окислювач на багато металів, а також основні оксиди.

H 2 SO 4 при попаданні на шкіру або одяг викликає хімічні опіки, проте він не такий токсичний, як сірководень.

Азотна кислота

У світі дуже важливі сильні кислоти. Приклади таких кислот: HCl, H2SO4, HBr, HNO3. HNO 3 – це всім відома азотна кислота. Вона знайшла широке застосування у промисловості, а також у сільському господарстві. Її використовують для виготовлення різних добрив, у ювелірній справі, при друкуванні фотографій, у виробництві лікарських препаратів та барвників, а також у військовій промисловості.

Такі хімічні кислоти, як азотна, дуже шкідливі для організму. Пари HNO 3 залишають виразки, викликають гострі запалення та подразнення дихальних шляхів.

Азотиста кислота

Азотисту кислоту дуже часто плутають із азотною, але різниця між ними є. Справа в тому, що набагато слабше азотної, у неї зовсім інші властивості та дія на організм людини.

HNO 2 знайшла широке застосування у хімічній промисловості.

Плавікова кислота

Плавікова кислота (або фтороводород) – це розчин H 2 O c HF. Формула кислоти – HF. Плавікова кислота дуже активно використовується в алюмінієвій промисловості. Нею розчиняють силікати, труять кремній, силікатне скло.

Фторівник є дуже шкідливим для організму людини, залежно від його концентрації може бути легким наркотиком. При попаданні на шкіру спочатку жодних змін, але вже за кілька хвилин може з'явитися різкий біль та хімічний опік. Плавікова кислота дуже шкідлива для навколишнього світу.

Соляна кислота

HCl – це хлористий водень, що є сильною кислотою. Хлористий водень зберігає властивості кислот, що належать до групи сильних. На вигляд кислота прозора та безбарвна, а на повітрі димиться. Хлористий водень широко застосовується у металургійній та харчовій промисловостях.

Ця кислота викликає хімічні опіки, але особливо небезпечно її потрапляння у вічі.

Фосфорна кислота

Фосфорна кислота (H3PO4) - це за своїми властивостями слабка кислота. Але навіть слабкі кислоти можуть мати сильні властивості. Наприклад, H 3 PO 4 використовують у промисловості відновлення заліза з іржі. Крім цього, форсфорна (або ортофосфорна) кислота широко використовується у сільському господарстві – з неї виготовляють безліч різноманітних добрив.

Властивості кислот дуже схожі - практично кожна з них є дуже шкідливою для організму людини, H 3 PO 4 не є винятком. Наприклад, ця кислота також спричиняє сильні хімічні опіки, кровотечі з носа, а також фарбування зубів.

Вугільна кислота

H 2 CO 3 – слабка кислота. Її отримують при розчиненні CO 2 (вуглекислий газ) H 2 O (вода). Вугільну кислоту використовують у біології та біохімії.

Щільність різних кислот

Щільність кислот займає важливе місце у теоретичній та практичній частинах хімії. Завдяки знанню густини можна визначити концентрацію тієї чи іншої кислоти, вирішити розрахункові хімічні завдання та додати правильну кількість кислоти для здійснення реакції. Щільність будь-якої кислоти змінюється в залежності від концентрації. Наприклад, що більший відсоток концентрації, то більша і щільність.

Загальні властивості кислот

Абсолютно всі кислоти є (тобто складаються з кількох елементів таблиці Менделєєва), причому обов'язково включають до свого складу H (водень). Далі ми розглянемо які є загальними:

1. Всі кислоти, що містять кисень (у формулі яких присутній O) при розкладанні утворюють воду, а також А безкисневі при цьому розкладаються на прості речовини (наприклад, 2HF розкладається на F 2 і H 2).
2. Кислоти-окислювачі взаємодіють з усіма металами серед активності металів (тільки з тими, які розташовані ліворуч від H).
3. Взаємодіють з різними солями, але тільки з тими, що були утворені ще слабкішою кислотою.

За своїми фізичними властивостями кислоти різко відрізняються одна від одної. Адже вони можуть мати запах і не мати його, а також бути в різних агрегатних станах: рідких, газоподібних і навіть твердих. Дуже цікаві вивчення тверді кислоти. Приклади таких кислот: C 2 H 2 0 4 та H 3 BO 3 .

Концентрація

Концентрацією називають величину, що визначає кількісний склад будь-якого розчину. Наприклад, хімікам часто необхідно визначити те, скільки в розведеній кислоті H2SO4 знаходиться чистої сірчаної кислоти. Для цього вони наливають невелику кількість розведеної кислоти у мірну склянку, зважують і визначають концентрацію таблиці щільності. Концентрація кислот вузько взаємопов'язана із щільністю, часто визначення концетрації зустрічаються розрахункові завдання, де потрібно визначити відсоткове кількість чистої кислоти у розчині.

Класифікація всіх кислот за кількістю атомів H у їхній хімічній формулі

Однією з найпопулярніших класифікацій є поділ всіх кислот на одноосновні, двоосновні та, відповідно, триосновні кислоти. Приклади одноосновних кислот: HNO 3 (азотна), HCl (хлороводнева), HF (фтороводородна) та інші. Дані кислоти називаються одноосновними, тому що в їх складі присутній лише один атом H. Таких кислот безліч, абсолютно кожну запам'ятати неможливо. Потрібно лише запам'ятати, що кислоти класифікують і за кількістю атомів H у складі. Аналогічно визначаються і двоосновні кислоти. Приклади: H 2 SO 4 (сірчана), H 2 S (сірководнева), H 2 CO 3 (вугільна) та інші. Триосновні: H3PO4 (фосфорна).

Основна класифікація кислот

Однією з найпопулярніших класифікацій кислот є поділ їх на кисневмісні та безкисневі. Як запам'ятати, не знаючи хімічної формули речовини, що це кислота кисневмісна?

У всіх безкисневих кислот у складі відсутня важливий елемент O - кисень, зате у складі є H. Тому до їх назви завжди приписується слово "воднева". HCl - це a H 2 S - сірководнева.

Але й за назвами кислот, що містять, можна написати формулу. Наприклад, якщо число атомів O в речовині - 4 або 3, то до назви завжди додається суфікс -н-, а також закінчення -ая-:

• H 2 SO 4 - сірчана (кількість атомів - 4);
• H 2 SiO 3 - кремнієва (кількість атомів - 3).

Якщо ж у речовині менше трьох атомів кисню або три, то в назві використовується суфікс -іст-:

• HNO 2 – азотиста;
• H 2 SO 3 – сірчиста.

Загальні властивості

Всі кислоти мають кислий смак і часто трохи металевий. Але є й інші подібні характеристики, які ми зараз розглянемо.

Існують такі речовини, які називаються індикаторами. Індикатори змінюють свій колір, або колір залишається, але змінюється його відтінок. Це відбувається тоді, коли на індикатори діють якісь інші речовини, наприклад кислоти.

Прикладом зміни кольору може бути такий звичний багатьом продукт, як чай, і лимонна кислота. Коли чай кидають лимон, то чай поступово починає помітно світлішати. Це відбувається через те, що лимон містить лимонну кислоту.

Існують інші приклади. Лакмус, який у нейтральному середовищі має бузковий колір, при додаванні соляної кислоти стає червоним.

При перебувають у ряді напруженості до водню, виділяються бульбашки газу - H. Однак якщо в пробірку з кислотою помістити метал, який знаходиться в ряді напруженості після H, ніякої реакції не відбудеться, виділення газу не буде. Так, мідь, срібло, ртуть, платина і золото з кислотами не реагуватимуть.

У цій статті ми розглянули найвідоміші хімічні кислоти, а також їх основні властивості та відмінності.

Що таке кислота? Можна сказати, що це одна з найпоширеніших хімічних речовин. Ще це найважливіший продукт господарства та сировина для різних галузей хімічної промисловості – майже жоден технологічний процес не обходиться без участі у ньому кислот. А роль кислот у живому організмі? Вони постачають необхідні йому іони водню та інших елементів. Наша підшлункова залоза – мікрозавод із виробництва соляної кислоти, без якої порушується процес травлення. Кислоти входять до складу величезних молекул ДНК і РНК ... Багато цікавого можна розповісти про них. Але все це - ще не відповідь на поставлене питання, яке, як виявилося, скрутне навіть для вчених, які постійно спілкуються з кислотами.

У чому складність? Чому в наш час, коли вдалося розшифрувати структуру найскладніших органічних молекул, коли вчені вже заглядають у середину елементарних частинок, збереглася така заповідна галузь у хімії? Можливо тому, що немає чіткої основи для визначення основної властивості кислот - їх сили.

Це видається неймовірним. Адже перше, що кожен із нас на власному досвіді дізнається про кислоту, якраз і є уявлення про її здатність реагувати на інші речовини. За недбале поводження з сильною азотною кислотою ми розплачуємося опіками на шкірі або, у кращому разі, дірками в одязі, а розчином слабкої кислоти борної промиваємо дітям очі. Відомо, що азотна, сірчана кислоти бурхливо взаємодіють з борною ж майже не вступає в з ними. Та вже давно - з кінця позаминулого століття - хіміки на практиці легко і просто дізнаються, наскільки сильна кислота - для цього вони дивляться, як вона дисоціює (дисоціація - це розщеплення молекули на окремі іони) у водному розчині.

Навіть не кажучи вже про життєвий «метод» визначення сили кислоти, далеко не бездоганне з погляду техніки безпеки, слід визнати, що інші, суто наукові методи, теж мають свої недоліки. Важко систематизувати кислоти по відношенню до металів, оскільки воно визначається як властивостями кислоти, а й властивостями самого металу. Так само і вода - не інертний розчинник: вона зовсім не байдужа до розчиненої в ній кислоти і в принципі може налагодити з нею хімічні взаємини. Отже, поняття «ступінь дисоціації» теж цілком однозначно. Однак воно все ж таки рятує хіміків, що працюють з водними розчинами.

Але спробуйте увійти до становища тих, хто працює з кислотами в неводних розчинах. Їм як бути? Ось якби вдалося пов'язати властивості кислоти зі структурою її молекули.

Давайте ненадовго відвернемося від майже детективного сюжету, що розгортається перед нами, і оглянемося. Ми зауважимо, що на сцені природи п'єси «Хімія» та «Фізика» грають, по суті, ті самі виконавці. Тільки в традиційних хімічних діях атоми і молекули прикриті такими пишними шатами з жахливих назв різних сполук і так скуті хімічними канонами, що за цим так само важко розглянути фізичну основу їх поведінки, як у театрі масок розглянути справжнє обличчя актора. І в нашому випадку з кислотами теж не вдавалося пов'язати властивості молекул кислоти з їхньою внутрішньою електронною структурою. Але якби це сталося, тоді відпала б необхідність у «ворожінні» на воді про силу кислот.

Електронна ковдра

Відносну силу кислоти (тут і скрізь йдеться про протонні кислоти, що містять водень) можна визначити за її здатністю віддавати протон. Тобто через зв'язок атома водню в молекулі кислоти. Вхопимося за цю дороговказ і подивимося, куди вона нас приведе.

Як тільки окремі атоми з'єднуються в молекулу, частина їхнього особистого майна - зовнішні, валентні електрони - усуспільнюється. Вони утворюють електронну ковдру,
закутує всю молекулу. Якщо ковдра поступово прикриває атоми, вони залишаються нейтральними. Але так відбувається тільки в тому випадку, коли атомні партнери однаково притягують до себе електрони. Насправді один із них завжди виявляється сильнішим і частіше стягує їх на себе, оголюючи свого сусіда.

Саме так недружелюбно і веде себе до водню в молекулі кислоти. Від надлишку натягнутих він електронів він перетворюється на негативно заряджений іон кисню, а в водню просвічує позитивний заряд протона. Тепер, окрім звичайних взаємин у вигляді «натягнутого» обміну валентними електронами, між атомами водню та кисню виникає ще й іонний зв'язок – простіше кажучи, тяжіння зарядів різного знака.

Активна поведінка атома кисню призводить до важливих наслідків: змінюється здатність кислоти віддавати при дисоціації у водному розчині протон. Чим сильніше відтягує він електрони атом кисню, тим легше протону у розчині піти з-під його хімічної опіки! І ось чому. Поблизу молекул води є сильні електричні поля. Вони не страшні атомам, добре прихованим електронною ковдрою Однак у кислотах рівноправності немає. Загальні електрони більшу частину часу проводять біля кисню. А позитивно заряджений протон та негативно заряджений іон кисню беззахисні перед дією електричних полів води. Кулонівські сили розщеплюють молекулу. Чим частіше перемагає кисень у боротьбі за володіння електронами, тим більше його електричний заряд, або, як кажуть хіміки, тим більший ступінь іонності зв'язку Н - О. А отже, і ступінь дисоціації кислоти.

Ось ниточка і привела нас до мети. Виявляється, силу кислоти можна пов'язати зі структурою її молекули, а точніше – з ймовірністю знаходження валентних електронів біля кисню. Такі міркування - не новина для хіміків, але в їхніх руках не було відповідного інструменту для вимірювання щільності електронної ковдри у різних місцях молекули. Справа не рухалася з місця доти, поки на допомогу не наспіли фізики.

Плідний альянс

Група співробітників Лабораторії ядерних проблем вперше виявила рідкісну реакцію захоплення негативних пі-мезон протонами - ядрами атомів водню. В результаті протон перетворюється на нейтрон і нейтральний мезон, який дуже швидко розпадається на два гамма-кванти. Елементарна логіка підказує: якщо можна точно встановити факт захоплення мезонів саме воднем, то, отже, пара гамма-квантів видасть присутність навіть одного водневого атома у складній хімічній сполукі. Добре, - скажете ви, - але яке відношення має все це до кислот і взагалі до хімії? Найпряміше.

Найпряміше, хоча спочатку ніхто з авторів цього відкриття не думав, що мезони можуть якось допомогти розібратися саме у властивостях кислот. Фізики були лише здивовані тим, що хімічно пов'язані атоми водню зовсім втрачають властивий вільному водню «апетит» до мезонів і захоплюють їх приблизно тисячу разів рідше. Однак, зацікавившись цим явищем, провели цілу серію вимірювань, опромінюючи мезонами різні речовини, що містять водень. І що виявилося: «апетит» протонів залежить від характеру взаємин атома водню коїться з іншими атомами молекули. Сумнівів не залишалося: ядерна реакція чуйно реагувала на зміну електронної структури молекул. Розроблена модель великих мезомолекул допомогла розібратися у цьому цікавому фізичному явищі.

Разом із втратою "особистого" електрона, протон позбавляється і власного посадкового майданчика для мезону. Ось якщо він випадково застрягне у спільній електронній ковдрі, тобто утворюється велика мезомолекула, тоді у протона з'являється маленький шанс на захоплення мезону. Здійсниться він чи ні – тепер цілком залежить від поведінки атома кисню.

У молекулі кислоти загальними валентними електронами переважно має кисень, а можливість захоплення мезону воднем тим менше, що менше щільність електронів поблизу нього. Значить, варто лише підрахувати, скільки гамма-квантів вилітає з мішені, що опромінюється мезонами, і ми дізнаємося, наскільки сильно електрони відтягнуті від протона, тобто визначимо ступінь іонності зв'язку Н - О!

До використання цього фізичного явища у хімічних дослідженнях дійшли з двох сторін. Фізикам цікаво було використати виявлене ними явище, хімікам хотілося одержати до рук новий метод дослідження.

Альянс виявився плідним, і ось перший успіх. За виміром ймовірності захоплення мезонів протонами в кількох кислотах виявили розподіл щільності загальних електронів у молекулах. А потім ці кислоти розташували в ряд за ступенем іонності зв'язку Н - О. Виявилося, що точно в такому порядку розташовуються кислоти і за ступенем їх дисоціації.

Липкі молекули

Загальну картину благополуччя дещо псувала тільки органічна щавлева кислота: за дисоціацією у водному розчині її відносять до кислот середньої сили, а в дослідах із мезонами вона проявила себе як сильна. У чому ж справа? Невже метод мезонного силоміра просто непридатний тут? Навпаки. Виявилася ще одна можливість. З його допомогою, можливо, вдасться глибше поринути у природу дуже цікавого хімічного явища - водневих зв'язків.

З усього розмаїття існуючих у природі елементів лише деякі, зокрема кисень і азот, особливо небайдужі до водню. Навіть вичерпавши всі свої валентні можливості, вони таки утворюють із воднем сусідньої молекули додаткові, дуже слабкі та багато в чому ще загадкові водневі зв'язки.

За правилами "чистої" хімії воді слід кипіти при температурі -80°С. Про гарячий чай ми могли б тільки мріяти, якби не було водневих зв'язків. Але річ у тому, що вода у склянці, у ванні, в океані - це не просто скупчення окремих молекул, а нескінченний, складний, упорядкований хоровод із склеєних між собою водневими зв'язками частинок води. Кожен атом водню «тримається» як «свій» кисень, а й у кисень сусідньої молекули.

Всім відомий аміак кипить при температурі - 30 ° С, а якби водневих зв'язків, температура опустилася б до -150 ° С! І тоді ця найважливіша хімічна сировина була б так само складно отримувати, як і рідкий азот.

Водневі зв'язки на порядок слабші за звичайні хімічні, але, тим не менш, вплив їх на наше життя величезний. Більше того, саме життя без них було б неможливим. Водневі зв'язки визначають і структуру носія генетичної інформації - подвійної спіралі молекули ДНК, та біологічну активність білків, які здійснюють обмін речовин в організмі.

Історія зі щавлевою кислотою таки допомогла виявити чутливість мезонного методу до цих слабких зчеплень, що виникають між атомами. Очевидно, дволикість щавлевої кислоти також можна пояснити впливом водневих зв'язків. Вони попарно склеюють молекули кислоти так, що атоми водню виявляються затиснутими між двома кисневими - своїм і належать іншій молекулі. Як показують спеціальні досліди у твердій щавлевій кислоті, протон дійсно пов'язаний «по руках та ногах».

Якщо протону, об'єднаному з киснем загальним електронним покривалом, і дуже рідко вдається поніжитися під ним, то становище протона щавлевої кислоти набагато гірше: адже кисень другої молекули теж має надлишком електронів і заряджений негативно. Тому він, трішки притягуючи до себе «чужий» протон, водночас відштовхує його електрони, оголюючи ще більше. А мезонний силомір фіксує додаткову цю силу на електрони з боку сусіднього кисню, і кислота здається сильнішою, ніж вона є насправді.

Робота з кислотами – це лише початок, демонстрація можливостей нового методу. Мезони набувають другої спеціальності Їх здатність швидко розумітися на тому, в яких умовах знаходяться атоми водню в молекулах складних речовин, відкриває перед цими частинками багато хімічних таємниць.

Цінність нового методу – у його можливості виділити зв'язок водню з іншими атомами, незалежно від складності хімічної сполуки. За допомогою мезонів можна промацати реальний розподіл густини валентних електронів у різних молекулах, що містять водень.

Зараз важко сказати, яке застосування мезонного методу виявиться найцікавішим.

Кислоти

Кислоти є хімічно складними речовинами, молекули яких складаються з кислотного залишку та атомів Н водню (одного або кількох). Недарма слова «кислий» і «кислота» - однокореневі: за своїми смаковими якостями всі кислоти мають кислий присмак, що не означає, що кислотні склади можна пробувати. У тому числі, більша половина - їдкі, інші навіть токсичні. Є, звичайно, і винятки – оцтова, лимонна, яблучна, аскорбінова та щавлева, які знайомі кожному з дитинства, та їх успішно використовують у харчовій промисловості.

Якого б походження не була кислота (природного чи синтетичного), вона завжди у своїй структурі матиме певну кількість атомів водню, які можуть вступати до реакційних сполук. У ході хімічної реакції кожна молекула кислоти віддаватиме атоми водню, а натомість прийматиме атоми різних металів. Так відбувається заміщення.

Кислоти прийнято класифікувати за двома ознаками:

1. або є атоми кисню в молекулі,
2. за кількістю водневих атомів, які можуть заміщатися на атоми металів.

Перша група, у свою чергу, має дві підгрупи:

- безкисневі кислоти (фтороводнева кислота HF, соляна HCl, бромоводнева HBr, йодоводородна HI, сірководнева H 2 S).
- кисневмісні кислоти (сірчана H 2 SO 4 , сірчиста H 2 SO 3 , фосфорна H 3 PO 4 , вугільна H 2 CO 3 , азотна HNO 3 , кремнієва H 2 SiO 3).

Друга група також має кілька підгруп:

- одноосновні кислоти (мають 1 атом водню),
- двоосновні кислоти (мають 2 атоми водню),
- триосновні кислоти (мають 3 атоми водню).

Хімічні властивості кислот описуються такими правилами:

1. Кислоти взаємодіють з основами, утворюючи сіль, яка завжди міститиме незмінний кислотний залишок. Ця реакція дістала назву нейтралізації. Другий продукт, що утворюється під час перебігу реакції нейтралізації, це вода.

Щоб нейтралізація відбулася, потрібно виконати таку умову: хоча б один із компонентів повинен добре розчинятися у воді. Оскільки кислоти відмінно відповідають цьому параметру, вони можуть взаємодіяти як з нерозчинними, так і з розчинними основами. Виняток – кремнієва кислота, яка практично не розчиняється у воді, тому може вступати в реакцію лише з розчинними основами (KOH, NaOH).

2. Розчини кислот діють на індикатори (спеціальні речовини), змінюючи їхнє забарвлення у воді. Кислоти змінюють колірне забарвлення індикатора в один певний колір, тому завжди можна точно визначити, що в складі речовини є кислота, так, лакмус і помаранчевий метиловий стануть червоними.

Індикатори – речовини досить складної будови. В основах і нейтральних розчинах вони будуть зовсім іншого кольору, ніж у кислотному середовищі.

3. Кислоти реагують з металами при виконанні такої умови:

- метал за шкалою активності має бути максимально реакційноздатним. Так срібло, золото та мідь з кислотою не реагуватимуть, а цинк, кальцій і натрій, навпаки, взаємодіятимуть дуже активно. Причому виділятиметься багато газів водню та велика кількість тепла.

Деякі метали вступатимуть у реакцію лише з розведеними кислотами. Якщо ж кислоти концентровані (безводні), ніякого заміщення не відбудеться.

План:

Вступ

• 1 Визначення кислоти
• 2 Класифікація кислот
• 3 Хімічні властивості кислот
• 4 Деякі поширені кислоти
  • 4.1 Неорганічні (мінеральні) кислоти
  • 4.2 Органічні кислоти
• 5 Цікаві факти
Примітки

Вступ

Кислоти- складні речовини, які складаються з атомів водню, здатних заміщатися на атоми металів, та кислотних залишків. Вони отримали свою назву через кислий смак більшості кислот. У водних розчинах вони дисоціюють на катіон водню (протон) та аніон кислотного залишку.

За визначенням Льюїса, кислота - це електроліт (речовина, що бере участь у реакціях з переходом електрона), який приймає електронну пару в реакції з основою, тобто речовиною, що віддає електронну пару (див. кислота Льюїса). Теоретично Бренстеда-Лоурі, кислота - речовина, що віддає протон (основа - речовина, що приймає протон).

В рамках теорії електролітичної дисоціації кислота – це електроліт, при електролітичній дисоціації якого з катіонів утворюються лише катіони водню.

Соляна кислота (у склянці)

1. Визначення кислоти

У 1778 р. французький хімік Антуан Лавуазьє припустив, що кислотні властивості обумовлені наявністю в молекулі атомів кисню. Ця гіпотеза швидко довела свою неспроможність, оскільки багато кислот не мають у своєму складі кисню, тоді як багато кисневмісних сполук не виявляють кислотних властивостей. Проте саме ця гіпотеза дала назву кисню як хімічному елементу.

У 1839 німецький хімік Юстус Лібіх дав таке визначення кислотам: кислота - це водневмісну сполуку, водень якої може бути заміщений на метал з утворенням солі.

Першу спробу створити загальну теорію кислот і основ зробив шведський фізикохімік Сванте Арреніус. Згідно з його теорією, сформульованою в 1887, кислота - це сполука, що дисоціює у водному розчині з утворенням протонів (іонів водню H+). Теорія Арреніуса швидко показала свою обмеженість, вона могла пояснити багатьох експериментальних фактів. В наш час вона має головним чином історичне та педагогічне значення.

В даний час найбільш поширені три теорії кислоти та основ. Вони не суперечать одне одному, а доповнюють.

• за теорії сольвосистем, початок якої поклали роботи американських хіміків Кеді та Франкліна, опубліковані в 1896-1905 рр., кислота - така сполука, яка дає в розчині ті позитивні іони, які утворюються при власній дисоціації розчинника (Н 3 О + , NH 4 +). Це визначення добре тим, що не прив'язане до водних розчинів.
• за протонної теорії кислот та основ, висунутої в 1923 р. незалежно датським вченим Йоханнесом Брёнстедом і англійським вченим Томасом Лоурі, кислоти - водневмісні речовини, що віддають при реакціях позитивні іони водню - протони. Слабкість цієї теорії в тому, що вона не включає не містять водню речовини, що виявляють кислотні властивості, так звані апротонні кислоти.
• за електронної теорії, запропонованої в 1923 р. американським фізикохіміком Гілбертом Льюїсом, кислота - речовина, яка приймає електронні пари, тобто акцептор електронних пар. Таким чином, в теорії Льюїса кислотою можуть бути як молекула, так і катіон, що мають низьку енергію вільною молекулярною орбіталлю.
• Пірсон модифікував теорію Льюїса з урахуванням характеристик орбіталей-акцепторів, ввівши поняття жорстких і м'яких кислот та основ (принцип Пірсона або принцип ЖМКО). Жорсткі кислоти характеризуються високою електронегативністю і низькою поляризуемістю атома, що несе вільну орбіталь, м'які кислоти, відповідно, характеризуються низькою електронегативністю і високою поляризуемістю атома, що несе вільну орбіталь.

Слід також зазначити, що багато речовин виявляють амфотерні властивості, тобто поводяться як кислоти в реакціях з основами і як основи - в реакціях з сильнішою кислотою.

2. Класифікація кислот

• За вмістом кисню
  • безкисневі (HCl, H 2 S);
  • кисневмісні (HNO 3).
• За основністю – кількість кислих атомів водню
  • Одноосновні (HNO 3);
  • Двоосновні (H 2 SeO 4 Азелаїнова кислота);
  • Триосновні (H3PO4, H3BO3).
  • Чотириосновні (H 4 CO 4).
  • Шестиосновні
• За силою
  • Сильні – дисоціюють практично повністю, константи дисоціації більше 1×10 −3 (HNO 3);
  • Слабкі – константа дисоціації менше 1×10 −3 (оцтова кислота K д = 1,7×10 −5).
• За стійкістю
  • Стійкі (H2SO4);
  • Нестійкі (H2CO3).
• За належністю до класів хімічних сполук
  • Неорганічні (HBr);
  • органічні (HCOOH);
• За летючістю
  • Летючі (H 2 S, HCl);
  • Нелеткі (H 2 SO 4);
• За розчинністю у воді
  • Розчинні (H 2 SO 4);
  • Нерозчинні (H2SiO3);

3. Хімічні властивості кислот

• Взаємодія з основними оксидами з утворенням солі та води:

• Взаємодія з амфотерними оксидами з утворенням солі та води:

• Взаємодія з лугами з утворенням солі та води (Реакція нейтралізації):

• Взаємодія з нерозчинними основами з утворенням солі та води, якщо отримана сіль розчинна:

• Взаємодія з солями, якщо осад випадає або виділяється газ:

• Сильні кислоти витісняють слабші їх солей:

(В даному випадку утворюється неміцна вугільна кислота, яка відразу ж розпадається на воду та вуглекислий газ)

• З азотною кислотою та концентрованою сірчаною кислотами реакція йде інакше:

• Для органічних кислот характерна реакція етерифікації (взаємодія зі спиртами з утворенням складного ефіру та води):

Наприклад,

4. Деякі поширені кислоти

4.1. Неорганічні (мінеральні) кислоти

• Азотиста кислота
• Азотна кислота
• Борна кислота
• Бромоводородна кислота
• Йодоводнева кислота
• Йодна кислота
• Йодна кислота
• Сірчана кислота
• Соляна кислота
• Ортофосфорна кислота
• Ортокарбонова кислота
• Сірчиста кислота
• Сірководнева кислота
• Фтороводородна кислота
• Хлорновата кислота
• Хлорна кислота
• Хлориста кислота
• Хлорна кислота
• Кремнієва кислота
• Марганцева кислота
• Вугільна кислота
• Синильна кислота
• Плавікова кислота
• Роданістоводнева кислота
• Тіосерна кислота
• Миш'якова кислота
• Молібденова кислота
• Технецієва кислота (пертехнецієва кислота)
• Полонієва кислота
• Плутонієва кислота (H 2 PuO 4)
• Метафосфорна кислота
• Хромова кислота

4.2. Органічні кислоти

• Адипінова кислота
• Азелаїнова кислота
• Акрилова кислота
• Аконітова кислота
• Аскорбінова кислота (вітамін C)
• Валеріанова кислота
• Винна кислота
• Гіалуронова кислота
• Дезоксирибонуклеїнова кислота (ДНК)
• Капронова кислота
• Лауринова кислота
• Лізергінова кислота
• Лимонна кислота
• Олійна кислота
• Малонова кислота
• Молочна кислота
• Сечова кислота
• Мурашина кислота
• Олеїнова кислота
• Пальмітінова кислота
• Пировиноградна кислота
• Пропіонова кислота
• Саліцилова кислота
• Стеаринова кислота
• Оцтова кислота
• Щавелева кислота
• Яблучна кислота
• Бурштинова кислота

5. Цікаві факти

• Підземна тварина голий землекоп має нечутливі до кислоти клітини шкіри навіть за рН менше 3,5.
• У крокодила у шлунку pH буває менше 0,5.

Кислоти – це складні хімічні сполуки, в основі яких міститься один або декілька атомів водню та кислотний залишок. Слово "кислота" за значенням пов'язане зі словом "кислий", оскільки мають загальний корінь. Звідси випливає, що розчини всіх кислот мають кислий смак. Незважаючи на це, не всі розчини кислот можна пробувати на смак, оскільки деякі з них відносяться до їдких та отруйних розчинів. Кислоти завдяки своїм властивостям широко застосовуються в побуті, медицині, промисловості та інших сферах.

Історія вивчення кислот

Людству кислоти були відомі ще з давніх часів. Очевидно, першою кислотою, отриманою людиною в результаті бродіння (окислення на повітрі) вина, стала оцтова кислота. Вже тоді були відомі деякі властивості кислот, які застосовувалися для розчинення металів, одержання мінеральних пігментів, наприклад: карбонату свинцю. У період середньовіччя алхіміки «відкривають» нові кислоти – мінерального походження. Першу спробу об'єднати всі кислоти загальною властивістю зробив фізикохімік Сванте Арреніус (Стокгольм, 1887). В даний час наука дотримується теорії кислот і основ Бронстеда - Лоурі та Льюїса, заснована в 1923 році.

Щавлева кислота (етандіова кислота) відноситься до сильних органічних кислот і має всі властивості карбонових кислот. Вона є безбарвними кристалами, які добре розчиняються у воді, неповністю в етиловому спирті і нерозчинні в бензолі. У природі щавлева кислота зустрічається в таких рослинах, як: щавель, карамболь, ревінь 3у та ін.

Застосування:

у хімічній промисловості (для виготовлення чорнила, пластмаси);

у металургії (для очищення іржі, накипу);

У текстильній промисловості (при фарбуванні хутра та тканин);

у косметології (відбілюючий засіб);

Для очищення та зниження жорсткості води;

У медицині;

У фармакології.

Щавлева кислота отруйна та токсична, при попаданні на шкіру, слизові оболонки та органи дихання викликає подразнення.

У нашому інтернет-магазині можна щавлеву кислоту купити лише за 258 руб.

Саліцилова кислота – це кристалічний порошок, який добре розчиняється у спирті, але погано у воді. Вперше було отримано з кори верби (звідки й отримала свою назву) хіміком Рафаелем Піріа у 1838 році в Італії.

Широко застосовується:

У фармакології;

У медицині (протизапальний, ранозагоювальний, антисептичний засіб для лікування опіків, бородавок, вугрового висипу, екземи, випадіння волосся, рясного потовиділення, іхтіозу, мозолів, лишаїв і т.д.);

У косметології (як відлущуючий, антисептичний засіб);

У харчовій промисловості (при консервуванні продуктів).

При передозуванні ця кислота вбиває корисні бактерії, пересушує шкіру, що може спровокувати появу вугрів. Як косметологічний засіб не рекомендується використовувати більше одного разу на день.

Саліцилова кислота ціна всього за 308 руб.

Борна кислота (ортоборна кислота) має вигляд блискучого кристалічного порошку, жирного на дотик. Належить до слабких кислот, краще розчиняється в гарячій воді та в розчинах солей, менш - у холодній воді та мінеральних кислотах. У природі зустрічається у вигляді мінералу сасоліну, у мінеральних водах, природних розсолах та гарячих джерелах.

Застосовується:

У промисловості (під час виготовлення емалі, цементу, миючих засобів);

у косметології;

У сільському господарстві (як добрива);

У лабораторіях;

У фармакології та медицині (антисептик);

у побуті (для боротьби з комахами);

У кулінарії (при консервуванні та як харчова добавка).

Борну кислоту купити в Москві всього за 114 руб.

Лимонна кислота – це харчова добавка (Е330/Е333) у вигляді білої кристалічної речовини. Добре розчиняється як у воді, так і в етиловому спирті. У природі вона міститься в багатьох цитрусових плодах, ягодах, хвої та ін.

Лимонна кислота знайшла своє застосування:

У харчовій промисловості (як інгредієнт у приправах, соусах, напівфабрикатах);

У нафтовій та газовій промисловості (при бурінні свердловин);

у косметології (в кремах, шампунях, лосьйонах, засобах для ванн);

У фармакології;

У побуті (при виготовленні миючих засобів).

Однак при попаданні концентрованого розчину лимонної кислоти на шкіру, слизову оболонку очей або зубну емаль може завдати шкоди.

Лимонна кислота купити на нашому сайті від 138 руб.

Молочна кислота - це прозора рідина із слабовираженим запахом, яка відноситься до харчових добавок (Е270). Вперше молочна кислота, як і лимонна, була отримана хіміком Карлом Шееле. Нині її одержують у результаті бродіння молока, вина чи пива.

Застосування:

у промисловості (для приготування сиру, майонезу, йогурту, кефіру, кондитерських виробів);

у сільському господарстві (для приготування кормів);

у ветеринарії (антисептик);

У косметології (відбілюючий засіб).

При роботі з молочною кислотою потрібно дотримуватися запобіжних заходів, оскільки вона може викликати сухість шкіри, некроз слизової оболонки очей та ін.

Молочну кислоту купити прямо зараз за 129 руб.

Магазин хімічних реактивів у Москві роздріб «Прайм Кемікалс Груп» - це відмінний вибір лабораторного обладнання та хімічних реактивів за доступними цінами.