Кислоти

Кислотаминазивають сполуки, до складу яких входять атоми Гідрогену, здатні заміщуватися атомами металу.

Згідно з теорією електролітичної дисоціації кислоти – це електроліти, які під час дисоціації утворюють тільки один вид позитивно заряджених іонів - катіони Гідрогену.

Номенклатура. Назву кислоти можна визначити за латинською назвою кислотного залишку. До основи назви кислотного залишку додають закінчення: для безоксигенових кислот -ідначи -идна; для оксигеновмісних кислот -ітна чи -итна (кислотоутворювальний елемент проміжного ступеня окиснення); -атна (кислотоутворювальний елемент вищого ступеня окиснення). Наприклад: HCl – хлоридна, H₂S – сульфідна, HNO₂ – нітритна, HNO₃ – нітратна.

Кислоти класифікують за різними критеріями (рис. 2).

Рис. 2. Схема класифікації кислот

Оксигеновмісні кислоти є гідратами (продуктами сполучення з водою) оксидів неметалів, а також оксидів деяких металів вищих ступенів окиснення (+5, +6, +7). Наприклад, карбонатна кислота Н₂СО₃ - продукт сполучення з водою СО₂, сульфатна кислота H₂SО₄ - SO₃, хроматна кислота Н₂СrО₄ - СrО₃.

Число атомів Гідрогену кислоти, здатних заміщуватися атомами металу з утворенням солі, визначає основність кислоти. Так, НСl, НВr, HNO₃, СН₃СООН - одноосновні кислоти; H₂S, H₂SO₄, Н₂СO₃, Н₃РO₃ — двохосновні; Н₃РО₄, H₃AsO₄ - трьохосновні.

Негативні іони, які утворюються в результаті відриву від молекули кислоти одного або кількох іонів Гідрогену, називаються кислотними залишками.Значення негативного заряду іона кислотного залишку визначається числом іонів Гідрогену, що відірвалися.

Наявність атомів Гідрогену в кислотних залишках позначається словом гідроген-, якщо треба – з відповідним префіксом. Наприклад, HSO₄^- – гідрогенсульфат, H₂PO₄^- – дигідрогенфосфат.

Фізичні властивості. Кислоти можуть бути твердими (боратна Н₃ВО₃, силікатна H₂SiО₃) або рідкими (сульфатна H₂SO₄, нітратна HNО₃). Більшість із них добре розчиняються у воді. Кислотами є також водні розчини газоподібних водневих сполук деяких неметалів (НСl, НВr, H₂S, HCN, HCNS). У молекулах кислот атоми Гідрогену зв'язані з кислотними залишками ковалентним полярним зв'язком.

Хімічні властивості.

1. Кислоти у водних розчинах дисоціюють на іони, сильні кислоти - повністю, слабкі - мало:

НСl« Н⁺ + Сl^-;

H₂SO₄ « Н⁺ + HSO₄^-;

Н₃РО₄ « Н⁺ + Н₂РO₄^-.

Кислоти мають деякі загальні властивості, обумовлені наявністю іонів Гідрогену Н⁺. Так, вони змінюють забарвлення багатьох індикаторів (табл. 4).

Таблиця 4. Інтервали переходу індикаторів

2. Кислоти реагують з основами. Взаємодія кислоти з основою, в результаті якої утворюється сіль і вода, називаєтьсяреакцією нейтралізації:

NaOH + HCl ® NaCl + H₂O.

Реакції між нерозчинними основами та амфотерними гідроксидами й кислотою теж є реакціями нейтралізації. За цих умов амфотерний гідроксид виявляє основні властивості.

Якщо в реакції нейтралізації беруть участь багатокислотні основи або багатоосновні кислоти, можуть утворюватися середні, кислі та основні солі:

Fе(ОН)₃ + НС1 ® Fe(OH)₂Cl + H₂O;

Fe(OH)₃ + 3HCl ® FeCl₃ + 3Н₂О;

NaOH + H₂SO₄ ® NaHSO₄ + H₂O.

3. Кислоти взаємодіють з основними та амфотерними оксидами з утворенням солі та води:

СаО + 2HNO₃ ® Ca(NO₃)₂ + Н₂О;

Fе₂O₃ + 6НNО₃ ® 2Fe(NO₃)₃ + 3Н₃O.

4. Кислоти реагують з металами. У результаті реакції утворюється сіль і виділяється водень:

Zn + Н₂SO_4(розв) ® ZnSO₄ + H₂­.

Метали, які в ряді стандартних електродних потенціалів знаходяться ліворуч від водню, витісняють його з кислот, а розташовані праворуч (Cu, Hg, Ag, Аu, Pt) — не витісняють.

5. Кислоти взаємодіють із солями. При цьому можуть утворюватися такі сполуки:

а) нова кислота та сіль (середня або кисла):

2NaCl_(cyx) + Н₂SO_4(конц) ® Na₂SO₄ + 2НС1­;

2NaNO_3(cyx) + Н₂SO_4(конц) ® Na₂SO₄ + 2HNO₃­;

FeS + 2HCl ® FeCl₂ + H₂S­.

Якщо кислота, яка утворюється, є нестійка, вона може розкладатися з утворенням кислотних оксидів:

Na₂CO₃ + 2НСl ® 2NaCl + Н₂О + СO₂­.

б) кисла сіль:

Na₂S + H₂S ® 2NaHS;

СаСО₃ + Н₂СО₃ ® Са(НСО₃)₂.

в) кілька солей і вода:

NaA1O₂ + 4НСl ® NaCl + АlСl₃ + 2Н₂O;

2NaAl(OH)₄ + 4H₂SO₄ ® Na₂SO₄ + A1₂(SO₄)₃ + 8H₂O.

6. Під час нагрівання оксигеновмісні кислоти розкладаються на воду та кислотний оксид:

H₂SO₄ 4Н₂O + SO₃;

4НNO₃ 2Н₂O + 4NO₂ + O₂.

Солі

Солі - це продукти заміщення гідрогену кислоти металом або продуктами обміну гідроксогрупи гідроксидів металів на кислотні залишки:

H₂SO₄ + Zn = ZnSO₄ + Н₂;

Кислота Сіль

NaOH + НСl = NaCl + Н₂О.

Основа Сіль

З позиції теорії електролітичної дисоціації солі– це електроліти, які під час дисоціації утворюють катіони залишку основи та аніони кислотного залишку.

Номенклатура.Назва солі складається з назви металу в називному відмінку (римською цифрою зазначається валентність металу, якщо він проявляє їх декілька), та назви кислотного залишку. Наприклад, NaCl – натрій хлорид; розчин СaSO₄ – розчин кальцій сульфату; Fe(NO₃)₂ – ферум(ІІ) нітрат.

Фізичні властивості. Солі - це тверді кристалічні речовини. Залишки основ і кислот у солях зв'язані між собою, як правило, іонним зв'язком. Солі мають різний колір і характеризуються неоднаковою розчинністю у воді. Солі бувають середні, кислі, основні (рис. 3).

Рис. 3. Класифікація солей

Середні солі - це продукти повного заміщення Гідрогену кислоти металом або повного обміну гідроксогруп основи на кислотні залишки, наприклад:

2Na + H₂SO₄ ® Na₂SO₄ + Н₂­;

Fe(OH)₃ + 3НClО₄ ® Fе(С1О₄)₃ + 3Н₂O.

Прості солі - це солі, до складу яких входить атоми одного металу. Наприклад, Na₂SO₄, Ca(NO₃)₂ тощо.

Якщо атоми Гідрогену в кислоті заміщуються атомами різних металів, такі солі називаються подвійними. Наприклад, KAl(SO₄)₂.

Коли гідроксогрупи основ обмінюються на різні кислотні залишки, то утворюються змішані солі(наприклад Са(ОСl)Сl).

Комплексні солі - це такі продукти, до складу яких входять комплексні іони: К₄[Fе(СN)₆], Na[Al(OH)₄], Na₃[Al(OH)₆].

Кислі солі - продукти неповного заміщення Гідрогену багатоосновної кислоти металом, наприклад, NaHSО₄, Са(НСО₃)₂.

Основні солі- це продукти неповного обміну гідроксогруп багатокислотної основи на кислотні залишки, наприклад:

Mg(OH)₂ + HCl ® MgOHCl+ Н₂O;

А1(ОН)₃ + НС1 ® А1(ОН)₂С1 + Н₂O.