Кислоты: номенклатура и классификация
В рамках теории электролитической диссоциации кислотой называют вещество, которое образует в водном растворе гидратированные катионы водорода и анионы кислотного остатка. Если же рассматривать понятие кислоты с точки зрения протолитической теории кислот и оснований, то кислота - это вещество, которое отщепляет при данной реакции протоны.
Рассмотрим классификацию кислот:
- По числу атомов водорода, способных к отщеплению в водном растворе, выделяют одноосновные ($\mathrm {HF, HNO_2}$), двухосновные ($\mathrm {H_2CO_3, H_2SO_4}$) и трёхосновные ($\mathrm {H_3PO_4}$) кислоты.
- По составу кислоты делятся на кислородосодержащие ($\mathrm {HClO_4, HNO_3}$) и бескислородные ($\mathrm {HCl, H_2S}$)
- Выделяют сильные растворимые кислоты, обладающие окислительными свойствами ($\mathrm {HNO_3, H_2SO_4 \ концентрированная}$), сильные растворимые кислоты, не обладающие окислительными свойствами ($\mathrm {HCl, HBr, HI, H_2SO_4 р-р}$), растворимые кислоты средней силы ($\mathrm {H_3PO_4, HCOOH}$), слабые (неустойчивые/летучие) кислоты $\mathrm {H_2S, HNO_2, HF, H_2CO_3, H_2SO_3, CH_3COOH}$) и слабые нерастворимые кислоты ($\mathrm {H_2SiO_3}$).
Названия кислородосодержащих кислот производится от названия неметалла с прибавлением окончаний -ная, -вая, если степень окисления неметалла соответствует номеру группы. По мере снижения степени окисления неметалла меняется и окончание: -оватая, -истая, -оватистая.
Названия бескислородных кислот производятся от названия неметалла с прибавлением окончания -водородная.
Рисунок 1. Названия кислот. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
Химические свойства кислот
Основные химические свойства кислот:
Действие кислот на индикаторы: метилоранж - розовый цвет, лакмус - красный, фенолфталеин - бесцветный.
Сильные кислоты, не обладающие окислительными свойствами, взаимодействуют с металлами, стоящими в ряду активности металлов до водорода, с образованием соли металла и $\mathrm {H_2\uparrow}$:
- $\mathrm {HCl + Pb = PbCl_2 + H_2\uparrow}$
- $\mathrm {H_2SO_4 (р-р) + Fe = FeSO_4 + H_2\uparrow}$
Слабые кислоты не реагируют с металлами.
Кислоты, обладающие окислительными свойствами, реагируют, как с металлами, так и с неметаллами, с образованием соли, газа и воды.
Рисунок 2. Схема. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
Рисунок 3. Таблица. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
Концентрированная серная кислота реагирует с железом, хромом и алюминием только при нагревании, так как без него происходит пассивация.
Азотная кислота не может окислить платину и золото (они окисляются «царской водкой» - $\mathrm {HNO_3 + HCl}$)
Взаимодействие с основными/амфотерными оксидами и гидроксидами:
- $\mathrm {2HCl + CaO = CaCl_2 + H_2O}$
- $\mathrm {H_2SO_4 + Zn(OH)_2 = ZnSO_4 + 2H_2O}$
Взаимодействие кислоты с солями при условии выпадения осадка, выделения газа, образования слабого электролита или кислой соли:
- $\mathrm {Na_2CO_3 + CO_2 + H_2O = 2NaHCO_3}$
- $\mathrm {K_2SO_3 + 2HCl = SO_2\uparrow + H_2O + 2KCl}$
- $\mathrm {BaCl_2 + H_2SO_4 = BaSO_4 \downarrow + 2HCl}$
- $\mathrm {CH_3COOH + K_2CO_3 = CH_3COOK + CO_2\uparrow + H_2O}$
Реакция разложения:
- $\mathrm {H_2SiO_3 = SiO_2 + H_2O}$
- $\mathrm {HNO_3 = NO_2\uparrow (бурый газ) + O_2\uparrow +H_2O}$
ОВР:
- $\mathrm {H_2S + HNO_3 = H_2SO_4 + NO}$
- $\mathrm {H_2S + FeCl_3 = S + FeCl_2 + HCl}$
- $\mathrm {HCl + MnO_2 = MnCl_2 + Cl_2\uparrow + H_2O}$
- $\mathrm {H_2S + SO_2 = S + H_2O}$
