Priprava in lastnosti kislin. Imena nekaterih anorganskih kislin in soli

Poglejmo najpogostejše v poučna literatura kislinske formule:

Lahko opazimo, da je vsem kislinskim formulam skupna prisotnost vodikovih atomov (H), ki je v formuli na prvem mestu.

Določanje valence kislinskega ostanka

Iz zgornjega seznama je razvidno, da se lahko število teh atomov razlikuje. Kisline, ki vsebujejo samo en atom vodika, imenujemo enobazične (dušikova, klorovodikova in druge). Žveplova, ogljikova in silicijeva kislina so dibazične, saj njihove formule vsebujejo dva atoma H. ​​Molekula tribazične fosforne kisline vsebuje tri atome vodika.

Tako količina H v formuli označuje bazičnost kisline.

Atom ali skupina atomov, ki so zapisani za vodikom, se imenujejo kislinski ostanki. Na primer, v hidrosulfidni kislini je ostanek sestavljen iz enega atoma - S, v fosforni, žveplovi in ​​mnogih drugih pa iz dveh, eden od njih pa je nujno kisik (O). Na podlagi tega so vse kisline razdeljene na tiste, ki vsebujejo kisik, in tiste, ki ne vsebujejo kisika.

Vsak kislinski ostanek ima določeno valenco. Enako je številu atomov H v molekuli te kisline. Valenca ostanka HCl je enaka ena, ker je enobazna kislina. Ostanki dušikove, perklorove in dušikove kisline imajo enako valenco. Valenca ostanka žveplove kisline (SO 4) je dve, saj sta v njegovi formuli dva atoma vodika. Ostanek trivalentne fosforne kisline.

Kislinski ostanki – anioni

Kislinski ostanki imajo poleg valence naboje in so anioni. Njihovi naboji so navedeni v tabeli topnosti: CO 3 2−, S 2−, Cl− itd. Upoštevajte: naboj kislega ostanka je številčno enak njegovi valenci. Na primer, v silicijevi kislini, katere formula je H 2 SiO 3, ima kislinski ostanek SiO 3 valenco II in naboj 2-. Tako je ob poznavanju naboja kislega ostanka enostavno določiti njegovo valenco in obratno.

Naj povzamemo. Kisline so spojine, ki jih tvorijo vodikovi atomi in kisli ostanki. Z vidika teorije elektrolitske disociacije je mogoče podati še eno definicijo: kisline so elektroliti, v raztopinah in talinah katerih so prisotni vodikovi kationi in anioni kislinskih ostankov.

Namigi

Kemijske formule kislin se običajno naučimo na pamet, prav tako njihova imena. Če ste pozabili, koliko vodikovih atomov je v določeni formuli, veste pa, kako izgleda njen kisli ostanek, vam bo na pomoč priskočila tabela topnosti. Naboj ostanka po modulu sovpada z valenco, ta pa s količino H. Na primer, spomnite se, da je ostanek ogljikove kisline CO 3 . S pomočjo tabele topnosti ugotovite, da je njen naboj 2-, kar pomeni, da je dvovalentna, to pomeni, da ima ogljikova kislina formulo H 2 CO 3.

Pogosto prihaja do zmede s formulami žveplove in žveplove, pa tudi dušikove in dušikove kisline. Tudi tukaj je ena točka, ki si jo je lažje zapomniti: ime kisline iz para, v katerem je več atomov kisika, se konča na -naya (žveplova, dušikova). Kislina z manj atomi kisika v formuli ima ime, ki se konča na -istaya (žveplova, dušikova).

Vendar ti nasveti pomagajo le, če so vam kislinske formule znane. Ponovimo jih še enkrat.

To so snovi, ki v raztopinah disociirajo in tvorijo vodikove ione.

Kisline so razvrščene glede na njihovo moč, bazičnost in prisotnost ali odsotnost kisika v kislini.

Po močikisline delimo na močne in šibke. Najpomembnejše močne kisline so dušikova HNO 3, žveplova H2SO4 in klorovodikova HCl.

Glede na prisotnost kisika razlikovati med kislinami, ki vsebujejo kisik ( HNO3, H3PO4 itd.) in kisline brez kisika ( HCl, H2S, HCN itd.).

Po bazičnosti, tj. Glede na število vodikovih atomov v molekuli kisline, ki jih je mogoče zamenjati s kovinskimi atomi, da nastane sol, delimo kisline na enobazične (npr. HNO 3, HCl), dvobazni (H 2 S, H 2 SO 4), tribazni (H 3 PO 4) itd.

Imena kislin brez kisika izhajajo iz imena nekovine z dodatkom končnice -vodik: HCl - klorovodikova kislina, H2S e - hidroselenska kislina, HCN - cianovodikova kislina.

Imena kislin, ki vsebujejo kisik, so sestavljena tudi iz ruskega imena ustreznega elementa z dodatkom besede "kislina". V tem primeru se ime kisline, v kateri je element v najvišjem oksidacijskem stanju, konča na "naya" ali "ova", na primer H2SO4 - žveplova kislina, HClO4 - perklorna kislina, H3AsO4 - arzenova kislina. Z zmanjšanjem stopnje oksidacije elementa, ki tvori kislino, se končnice spremenijo v naslednjem zaporedju: "ovate" ( HClO3 - perklorova kislina), "trdno" ( HClO2 - klorova kislina), "jajčasta" ( H O Cl - hipoklorova kislina). Če element tvori kisline, medtem ko je v samo dveh oksidacijskih stopnjah, dobi ime kisline, ki ustreza najnižjemu oksidacijskemu stanju elementa, končnico "iste" ( HNO3 - dušikova kislina, HNO2 - dušikova kislina).

Tabela - Najpomembnejše kisline in njihove soli

Pridobivanje kislin

1. Kisline brez kisika lahko dobimo z neposredno kombinacijo nekovin z vodikom:

H 2 + Cl 2 → 2HCl,

H 2 + S H 2 S.

2. Kisline, ki vsebujejo kisik, je pogosto mogoče pridobiti z neposrednim združevanjem kislinskih oksidov z vodo:

SO 3 + H 2 O = H 2 SO 4,

CO 2 + H 2 O = H 2 CO 3,

P 2 O 5 + H 2 O = 2 HPO 3.

3. Kisline brez kisika in kisline, ki vsebujejo kisik, se lahko pridobijo z reakcijami izmenjave med solmi in drugimi kislinami:

BaBr 2 + H 2 SO 4 = BaSO 4 + 2HBr,

CuSO 4 + H 2 S = H 2 SO 4 + CuS,

CaCO 3 + 2HBr = CaBr 2 + CO 2 + H 2 O.

4. V nekaterih primerih se lahko za proizvodnjo kislin uporabijo redoks reakcije:

H 2 O 2 + SO 2 = H 2 SO 4,

3P + 5HNO3 + 2H2O = 3H3PO4 + 5NO.

Kemijske lastnosti kislin

1. Najbolj značilna kemična lastnost kislin je njihova sposobnost, da reagirajo z bazami (pa tudi z bazičnimi in amfoternimi oksidi), da tvorijo soli, na primer:

H 2 SO 4 + 2NaOH = Na 2 SO 4 + 2H 2 O,

2HNO 3 + FeO = Fe(NO 3) 2 + H 2 O,

2 HCl + ZnO = ZnCl 2 + H 2 O.

2. Sposobnost interakcije z nekaterimi kovinami v napetostnem nizu do vodika s sproščanjem vodika:

Zn + 2HCl = ZnCl 2 + H 2,

2Al + 6HCl = 2AlCl3 + 3H2.

3. S solmi, če nastane rahlo topna sol ali hlapna snov:

H 2 SO 4 + BaCl 2 = BaSO 4 ↓ + 2HCl,

2HCl + Na 2 CO 3 = 2NaCl + H 2 O + CO 2,

2KHCO 3 + H 2 SO 4 = K 2 SO 4 + 2SO 2+ 2H 2 O.

Upoštevajte, da polibazične kisline postopoma disociirajo in se lahkotnost disociacije na vsaki stopnji zmanjša, zato pri polibazičnih kislinah namesto srednjih soli pogosto nastanejo kisle soli (v primeru presežka reagirajoče kisline):

Na 2 S + H 3 PO 4 = Na 2 HPO 4 + H 2 S,

NaOH + H 3 PO 4 = NaH 2 PO 4 + H 2 O.

4. Poseben primer kislinsko-bazične interakcije je reakcija kislin z indikatorji, ki vodi do spremembe barve, ki se že dolgo uporablja za kvalitativno odkrivanje kislin v raztopinah. Tako lakmus spremeni barvo v kislem okolju v rdečo.

5. Pri segrevanju kisline, ki vsebujejo kisik, razpadejo na oksid in vodo (po možnosti v prisotnosti sredstva za odstranjevanje vode). P2O5):

H 2 SO 4 = H 2 O + SO 3,

H 2 SiO 3 = H 2 O + SiO 2.

M.V. Andryukhova, L.N. Borodina

Naj vas na kratko spomnim konkretni primeri kako pravilno klicati soli.

Primer 1. Sol K 2 SO 4 tvorita ostanek žveplove kisline (SO 4) in kovina K. Soli žveplove kisline imenujemo sulfati. K 2 SO 4 - kalijev sulfat.

Primer 2. FeCl 3 - sol vsebuje železo in preostanek klorovodikova kislina(Cl). Ime soli: železov (III) klorid. Prosimo, upoštevajte: v v tem primeru kovino moramo ne samo poimenovati, ampak tudi navesti njeno valenco (III). V prejšnjem primeru to ni bilo potrebno, saj je valenca natrija konstantna.

Pomembno: ime soli mora označevati valenco kovine le, če ima kovina spremenljivo valenco!

Primer 3. Ba(ClO) 2 - sol vsebuje barij in preostanek hipoklorove kisline (ClO). Ime soli: barijev hipoklorit. Valenca kovine Ba v vseh njenih spojinah je dve; ni je treba navesti.

Primer 4. (NH 4) 2 Cr 2 O 7. Skupino NH 4 imenujemo amonij, valenca te skupine je konstantna. Ime soli: amonijev dikromat (dikromat).

V zgornjih primerih smo srečali le t.i. srednje ali normalne soli. Kisle, bazične, dvojne in kompleksne soli, soli organskih kislin tukaj ne bomo obravnavali.

Če vas ne zanima samo nomenklatura soli, temveč tudi metode njihove priprave in kemijske lastnosti, vam priporočam, da se obrnete na ustrezne razdelke kemijskega priročnika: "

kisline- elektroliti, pri disociaciji katerih iz pozitivnih ionov nastanejo samo ioni H +:

HNO 3 ↔ H + + NO 3 - ;

CH 3 COOH↔ H + +CH 3 COO — .

Vse kisline delimo na anorganske in organske (karboksilne), ki imajo tudi svojo (notranjo) klasifikacijo.

V normalnih pogojih obstaja znatna količina anorganskih kislin v tekočem stanju, nekatere v trdnem stanju (H 3 PO 4, H 3 BO 3).

Organske kisline z do 3 ogljikovimi atomi so zelo mobilne, brezbarvne tekočine z značilnim ostrim vonjem; kisline s 4-9 ogljikovimi atomi - oljnate tekočine s neprijeten vonj in kisline z velikim številom ogljikovih atomov - trdne snovi, netopen v vodi.

Kemijske formule kislin

Razmislimo o kemijskih formulah kislin na primeru več predstavnikov (tako anorganskih kot organskih): klorovodikova kislina - HCl, žveplova kislina - H 2 SO 4, fosforjeva kislina - H 3 PO 4, ocetna kislina - CH 3 COOH in benzojska kislina - C 6 H5COOH. Kemijska formula prikazuje kvalitativno in kvantitativno sestavo molekule (koliko in kateri atomi so vključeni v določeno spojino) S pomočjo kemijske formule lahko izračunate molekulsko maso kislin (Ar(H) = 1 amu, Ar(). Cl) = 35,5 amu, Ar(P) = 31 amu, Ar(O) = 16 amu, Ar(S) = 32 amu, Ar(C) = 12 a.m.):

Mr(HCl) = Ar(H) + Ar(Cl);

Mr(HCl) = 1 + 35,5 = 36,5.

Mr(H 2 SO 4) = 2×Ar(H) + Ar(S) + 4×Ar(O);

Mr(H 2 SO 4) = 2×1 + 32 + 4×16 = 2 + 32 + 64 = 98.

Mr(H 3 PO 4) = 3×Ar(H) + Ar(P) + 4×Ar(O);

Mr(H 3 PO 4) = 3×1 + 31 + 4×16 = 3 + 31 + 64 = 98.

Mr(CH 3 COOH) = 3×Ar(C) + 4×Ar(H) + 2×Ar(O);

Mr(CH 3 COOH) = 3×12 + 4×1 + 2×16 = 36 + 4 + 32 = 72.

Mr(C 6 H 5 COOH) = 7×Ar(C) + 6×Ar(H) + 2×Ar(O);

Mr(C 6 H 5 COOH) = 7 × 12 + 6 × 1 + 2 × 16 = 84 + 6 + 32 = 122.

Strukturne (grafične) formule kislin

Strukturna (grafična) formula snovi je bolj jasna. Prikazuje, kako so atomi med seboj povezani znotraj molekule. Naj navedemo strukturne formule vsake od zgornjih spojin:

riž. 1. Strukturna formula klorovodikove kisline.

riž. 2. Strukturna formula žveplove kisline.

riž. 3. Strukturna formula fosforne kisline.

riž. 4. Strukturna formula ocetne kisline.

riž. 5. Strukturna formula benzojske kisline.

Ionske formule

Vse anorganske kisline so elektroliti, tj. sposobni disociirati v vodni raztopini na ione:

HCl ↔ H + + Cl - ;

H 2 SO 4 ↔ 2H + + SO 4 2-;

H 3 PO 4 ↔ 3H + + PO 4 3- .

Primeri reševanja problemov

PRIMER 1

PRIMER 2

Kisline so kemične spojine, ki lahko oddajo električno nabit vodikov ion (kation) in tudi sprejmejo dva medsebojno delujoča elektrona, kar povzroči tvorbo kovalentne vezi.

V tem članku si bomo ogledali glavne kisline, ki se preučujejo v srednji šoli. srednje šole, in se tudi veliko naučite zanimiva dejstva o različnih kislinah. Pa začnimo.

Kisline: vrste

V kemiji obstaja veliko različnih kislin, ki imajo zelo različne lastnosti. Kemiki ločijo kisline po vsebnosti kisika, hlapnosti, topnosti v vodi, moči, stabilnosti in glede na to, ali spadajo v organski ali anorganski razred kemičnih spojin. V tem članku si bomo ogledali tabelo, ki predstavlja najbolj znane kisline. Tabela vam bo pomagala zapomniti ime kisline in njeno kemijsko formulo.

Torej, vse je jasno vidno. Ta tabela predstavlja najbolj znane kemična industrija kisline. Tabela vam bo pomagala, da si veliko hitreje zapomnite imena in formule.

Vodikova sulfidna kislina

H 2 S je hidrosulfidna kislina. Njegova posebnost je v tem, da je tudi plin. Vodikov sulfid je zelo slabo topen v vodi in deluje tudi s številnimi kovinami. Vodikova sulfidna kislina spada v skupino "šibkih kislin", primere katerih bomo obravnavali v tem članku.

H 2 S ima rahlo sladek okus in tudi zelo močan vonj po gnilih jajcih. V naravi ga najdemo v naravnih ali vulkanskih plinih, sprošča pa se tudi pri razpadu beljakovin.

Lastnosti kislin so zelo raznolike, čeprav je kislina nepogrešljiva v industriji, je lahko zelo škodljiva za zdravje ljudi. Ta kislina je zelo strupena za ljudi. Pri vdihavanju majhne količine vodikovega sulfida oseba doživi glavobol, hudo slabost in omotico. Če oseba vdihne veliko število H 2 S, lahko povzroči napade, komo ali celo takojšnjo smrt.

Žveplova kislina

H 2 SO 4 je močna žveplova kislina, s katero se otroci seznanijo pri pouku kemije v 8. razredu. Kemične kisline, kot je žveplova kislina, so zelo močni oksidanti. H 2 SO 4 deluje kot oksidant na številne kovine, pa tudi na bazične okside.

H 2 SO 4 povzroča kemične opekline, ko pride v stik s kožo ali oblačili, vendar ni tako strupen kot vodikov sulfid.

Dušikova kislina

Močne kisline so v našem svetu zelo pomembne. Primeri takih kislin: HCl, H 2 SO 4, HBr, HNO 3. HNO 3 je dobro znana dušikova kislina. Našel je široko uporabo v industriji, pa tudi v kmetijstvo. Uporablja se za izdelavo različnih gnojil, v nakitu, pri tiskanju fotografij, v proizvodnji. zdravila in barvil ter v vojaški industriji.

Takšna kemične kisline, tako kot dušik, so zelo škodljivi za telo. Hlapi HNO 3 puščajo razjede, povzročajo akutno vnetje in draženje dihalnih poti.

Dušikova kislina

Dušikovo kislino pogosto zamenjujemo z dušikovo kislino, vendar med njima obstaja razlika. Dejstvo je, da je veliko šibkejši od dušika, ima popolnoma drugačne lastnosti in učinke na človeško telo.

HNO 2 se pogosto uporablja v kemični industriji.

Fluorovodikova kislina

Fluorovodikova kislina (ali vodikov fluorid) je raztopina H 2 O s HF. Formula kisline je HF. Fluorovodikova kislina se zelo aktivno uporablja v industriji aluminija. Uporablja se za raztapljanje silikatov, jedkanje silicija in silikatnega stekla.

Vodikov fluorid je zelo škodljiv za človeško telo in je glede na koncentracijo lahko blag narkotik. Če pride v stik s kožo, sprva ni sprememb, po nekaj minutah pa se lahko pojavi ostra bolečina in kemična opeklina. Fluorovodikova kislina je zelo škodljiva za okolje.

Klorovodikova kislina

HCl je vodikov klorid in je močna kislina. Klorovodik ohranja lastnosti kislin, ki spadajo v skupino močnih kislin. Kislina je na videz prozorna in brezbarvna, na zraku pa se kadi. Vodikov klorid se pogosto uporablja v metalurški in prehrambeni industriji.

Ta kislina povzroča kemične opekline, vendar je vstop v oči še posebej nevaren.

Fosforjeva kislina

Fosforjeva kislina (H 3 PO 4) je po svojih lastnostih šibka kislina. Toda tudi šibke kisline imajo lahko lastnosti močnih. Na primer, H 3 PO 4 se uporablja v industriji za obnovo železa pred rjo. Poleg tega se fosforna (ali ortofosforna) kislina pogosto uporablja v kmetijstvu - iz nje se izdeluje veliko različnih gnojil.

Lastnosti kislin so zelo podobne - skoraj vsaka od njih je zelo škodljiva za človeško telo, H 3 PO 4 ni izjema. Ta kislina na primer povzroča tudi hude kemične opekline, krvavitve iz nosu in krušenje zob.

Ogljikova kislina

H 2 CO 3 je šibka kislina. Pridobiva se z raztapljanjem CO 2 (ogljikov dioksid) v H 2 O (voda). Ogljikova kislina se uporablja v biologiji in biokemiji.

Gostota različnih kislin

Gostota kislin zavzema pomembno mesto v teoretiki in praktični deli kemija. Če poznate gostoto, lahko določite koncentracijo določene kisline, rešite težave s kemijskim izračunom in dodate pravilno količino kisline za dokončanje reakcije. Gostota katere koli kisline se spreminja glede na koncentracijo. Na primer, višji kot je odstotek koncentracije, večja je gostota.

Splošne lastnosti kislin

Absolutno vse kisline so (to pomeni, da so sestavljene iz več elementov periodnega sistema) in v svoji sestavi nujno vključujejo H (vodik). Nato si bomo ogledali, kateri so pogosti:

1. Vse kisline, ki vsebujejo kisik (v formuli katerih je prisoten O), pri razgradnji tvorijo vodo, kisline brez kisika pa se razgradijo na enostavne snovi (npr. 2HF razpade na F 2 in H 2).
2. Oksidativne kisline reagirajo z vsemi kovinami v nizu aktivnosti kovin (samo s tistimi, ki se nahajajo levo od H).
3. Medsebojno delujejo z različnimi solmi, vendar le s tistimi, ki jih tvori še šibkejša kislina.

Po njihovem fizikalne lastnosti kisline se med seboj močno razlikujejo. Konec koncev, lahko imajo vonj ali ne, in tudi v različnih različnih agregatna stanja: tekoče, plinasto in celo trdno. Trdne kisline so zelo zanimive za preučevanje. Primeri takih kislin: C 2 H 2 0 4 in H 3 BO 3.

koncentracija

Koncentracija je vrednost, ki določa kvantitativno sestavo katere koli raztopine. Na primer, kemiki morajo pogosto določiti, koliko čiste žveplove kisline je prisotne v razredčeni kislini H 2 SO 4. V ta namen vlijejo majhno količino razredčene kisline v merilno posodo, jo stehtajo in določijo koncentracijo z gostoto. Koncentracija kislin je tesno povezana z gostoto, pogosto se pri določanju koncentracije pojavijo težave pri izračunu, kjer morate določiti odstotek čiste kisline v raztopini.

Razvrstitev vseh kislin glede na število atomov H v njihovi kemijski formuli

Ena izmed najbolj priljubljenih klasifikacij je delitev vseh kislin na monobazične, dibazične in s tem tribazične kisline. Primeri enobazičnih kislin: HNO 3 (dušikova), HCl (klorovodikova), HF (fluorovodikova) in druge. Te kisline imenujemo monobazične, saj vsebujejo samo en atom H. Takih kislin je veliko, nemogoče si je zapomniti čisto vsako. Zapomniti si morate le, da so kisline razvrščene tudi glede na število atomov H v njihovi sestavi. Dibazične kisline so definirane podobno. Primeri: H 2 SO 4 (žveplov), H 2 S (vodikov sulfid), H 2 CO 3 (premog) in drugi. Tribazična: H 3 PO 4 (fosforna).

Osnovna klasifikacija kislin

Ena izmed najbolj priljubljenih klasifikacij kislin je njihova delitev na tiste, ki vsebujejo kisik, in tiste, ki ne vsebujejo kisika. Kako se spomniti, ne da bi vedel kemijska formula snovi, ki so kisline, ki vsebujejo kisik?

Vse brezkisikove kisline nimajo pomembnega elementa O - kisika, vsebujejo pa H. Zato je ob njihovem imenu vedno pripeta beseda "vodik". HCl je H 2 S - vodikov sulfid.

Lahko pa napišete tudi formulo na podlagi imen kislin, ki vsebujejo kisline. Na primer, če je število atomov O v snovi 4 ali 3, se imenu vedno doda pripona -n- in končnica -aya-:

• H 2 SO 4 - žveplo (število atomov - 4);
• H 2 SiO 3 - silicij (število atomov - 3).

Če ima snov manj kot tri atome kisika ali tri, se v imenu uporablja pripona -ist-:

• HNO 2 - dušik;
• H 2 SO 3 - žveplov.

Splošne lastnosti

Vse kisline so kislega in pogosto rahlo kovinskega okusa. Obstajajo pa še druge podobne lastnosti, ki jih bomo zdaj obravnavali.

Obstajajo snovi, imenovane indikatorji. Indikatorji spremenijo barvo ali pa barva ostane, spremeni pa se njen odtenek. To se zgodi, ko na indikatorje vplivajo druge snovi, kot so kisline.

Primer spremembe barve je tako znan izdelek, kot sta čaj in citronska kislina. Ko čaju dodamo limono, se čaj postopoma opazno posvetli. To je posledica dejstva, da limona vsebuje citronsko kislino.

So še drugi primeri. Lakmus, ki je v nevtralnem okolju lila barve, se ob dodatku klorovodikove kisline obarva rdeče.

Ko so napetosti v napetostnem nizu pred vodikom, se sprostijo plinski mehurčki - H. Če pa kovino, ki je v napetostnem nizu za H, damo v epruveto s kislino, potem ne bo prišlo do reakcije, ne bo razvijanje plina. Tako baker, srebro, živo srebro, platina in zlato ne bodo reagirali s kislinami.

V tem članku smo preučili najbolj znane kemične kisline, pa tudi njihove glavne lastnosti in razlike.