Кислоты

Кислоты - это сложные вещества, состоящие из кислотных остатков и одного или нескольких атомов водорода, способных замещаться на атомы металлов.

Кислоты в воде диссоциируют на ионы водорода и кислотные остатки – анионы. Вокруг полярных молекул ориентируются диполи воды и в результате взаимодействия полярные молекулы превращаются в ионные, а последние – в гидратированные ионы.

Числом ионов водорода, образуемой каждой молекулой кислоты при диссоциации, определяется заряд кислотного остатка (аниона).

Различают кислоты бескислородные (HF, HCl, H₂S) и кислородные (H₂SO₄, HNO₃,H₃PO₄).

Названия кислот. Названия кислородных кислот производят от названия неметалла с прибавлением окончания -ная, -вая, если степень окисления его соответствует номеру группы. По мере понижения степени окисления суффиксы меняются в следующем порядке: -оватая, -истая, -оватистая:

HCl⁺⁷O₄ – хлорная кислота

HCl⁺⁵O₃ –хлорноватая кислота

HCl⁺³O₂ – хлористая кислота

HCl⁺¹O – хлорноватистая кислота

Если элемент в одной и той же степени окисления образует несколько кислородсодержащих кислот, то к названию кислоты с меньшим содержанием кислородных атомов добавляется приставка мета, при наибольшем числе – орто:

НВО₂ – метаборная кислота

Н₃ВО₃ – ортоборная кислота Названия бескислородных кислот производят от названия неметалла с окончанием о и прибавлением слова водородная:

HF – фтороводородная, или плавиковая, кислота

HCl – хлороводородная, или соляная, кислота

Получение. Большинство кислородных кислот получают при взаимодействии оксидов неметаллов (в высокой степени окисления) с водой:

SO₃ + H₂O = H₂SO₄

SO₃ + H₂O = 2H⁺ + SO^2-₄

N₂O₅ + H₂O = 2HNO₃

N₂O₅ + H₂O = 2H⁺ + 2NO^-₃

Если оксиды нерастворимы в воде, то соответствующие им кислоты получают действием другой кислоты (чаще всего серной) на соответствующую соль:

Na₂SiO₃ + H₂SO₄ = Na₂SO₄ + H₂SiO₃↓

SiO^2-₃ + 2H⁺ = H₂SiO₃↓

Бескислородные кислоты получают путём соединения водорода с неметаллом с последующим растворением водородного соединения в воде (HF, HCl, H₂S и т.д.).

Свойства. Кислоты являются жидкостями (H₂SO₄,HNO₃ и др.) или твёрдыми веществами (H₃PO₄ и др.). Многие кислоты хорошо растворимы в воде; водные растворы имеют кислый вкус, разъедают растительные и животные ткани, меняют цвет индикаторов.

Важнейшими химическими свойствами кислот являются:

1. Взаимодействие с металлами с образованием соли и выделением водорода:

2HCl + Fe = FeCl₂ + H₂↑

2H⁺ + Fe = Fe²⁺ + H₂↑

При этом атомы металлов окисляются, а ионы водорода восстанавливаются. Металлы, стоящие в ряду стандартных электродных потенциалов правее водорода, из кислот его не выделяют. В случае концентрированных азотной и серной кислот восстанавливаются азот N⁵⁺ и сера S⁶⁺.

2. Взаимодействие с основными оксидами, основаниями и солями:

H₂SO₄ + CuO = CuSO₄ + H₂O

2H⁺ + CuO = Cu²⁺ + H₂O

H₂SO₄ + 2KOH = K₂SO₄ + 2H₂O

H⁺ + OH^- = H₂O

H₂SO₄ + K₂SiO₃ = H₂SiO₃↓ + K₂SO₄

2H⁺ + SiO₃^2- = H₂SiO₃↓

Согласно теории электролитической диссоциации, все общие характерные свойства кислот обусловлены ионами водорода, точнее ионами гидроксония Н₃О⁺.