Физические и химические свойства кислот. Понятие ряд активности металлов. Реакции замещения и обмена. Реакция нейтрализации. Меры безопасности при работе с кислотами
Многие кислоты являются бесцветными жидкостями, например, серная H2SO4, нитратная HNO3, соляная HCl, некоторые являются твердыми веществами, например, ортофосфатна H3PO4, метафосфатна HPO3, боратный H3BO3. Почти все кислоты растворимы в воде, кроме силикатного H2SiO3. Все кислоты в индивидуальном состоянии имеют молекулярное строение. Из своего жизненного опыта вам известно, что многие продукты питания имеют кислый вкус. Его придают продуктам кислоты: лимонам — лимонная кислота, яблоки — яблочная, щавеля — щавелевая. Все эти кислоты относятся к органических кислот.
Для кислот характерны следующие химические свойства.
1. Действие растворов кислот на растворы индикаторов.
Индикаторами называют вещества, которые изменяют свою окраску под действием раствора кислоты или щелочи. К наиболее распространенным индикаторов относят лакмус, метиловый оранжевый, фенолфталеин и универсальный индикаторная бумага. В растворе кислоты лакмус, метиловый оранжевый и универсальный индикаторная бумага иметь красную окраску, а фенолфталеин останется бесцветным.
2. Взаимодействие кислот с металлами с образованием соли и водорода.
Российским ученым Н.Н. Бекетовым на основе экспериментальных исследований был составлен вытеснительный ряд (ряд напряжений) металлов: Li, K, Ba, Ca, Na, Mg, Al, Mn, Zn, Fe, Ni, Sn, Pb, (H2), Cu, Hg, Ag , Pt, Au.
В этом ряду все металлы, стоящие до водорода H2, вытесняют водород H с растворимых кислот (кроме азотной кислоты HNO3). Итак, кислоты (кроме HNO3) взаимодействуют с металлами, которые расположены в ряду напряжений до водорода с образованием соли и водорода:
Mg + 2HCl = MgCl2 + H2
Реакции такого типа, которые происходят при участии простой и сложной вещества, и в результате которых образуется простая и сложное вещество, называются реакциями замещения.
3. Взаимодействие кислот с основными оксидами с образованием соли и воды:
Na2O + H2SO4 = Na2SO4 + H2O
Реакции такого типа, которые происходят с участием двух сложных веществ, и при которых вещества, реагирующие, обмениваются составными частями, называются реакциями обмена. Надо запомнить, что реакции обмена протекают до конца в следующих трех случаях:
1) если в результате реакции образуется вода;
2) если один из продуктов реакции выпадает в осадок;
3) если один из продуктов реакции является летучей (газообразной) веществом.
Для того, чтобы определить, является ли вещество нерастворимой, нужно воспользоваться таблицей растворимости.
4. Взаимодействие кислот с основаниями с образованием соли и воды:
KOH + HNO3 = KNO3 + H2O
Частным случаем реакции обмена реакция нейтрализации. Реакцией нейтрализации называется реакция между кислотой и основанием, в результате которой образуется соль и вода.
5. Взаимодействие кислот с солями с образованием другой соли и другой кислоты:
K2SiO3 + H2SO4 = H2SiO3 ¯ + K2SO4
При работе с кислотами надо быть очень осторожными. Во время разведения кислот необходимо приливать кислоту в воду небольшими порциями при перемешивании, но не наоборот. В случае попадания кислоты на кожу необходимо немедленно смыть ее проточной водой до исчезновения чувства жжения, затем промыть раствором питьевой соды и обратиться в медпункт.
15. Кислоты.Бескислородные и кислородные кислоты. Номенклатура (название кислот). Химические свойства кислот.
Кислотами называются сложные вещества, в состав молекул которых входят атомы водорода, способные замещаться или обмениваться на атомы металла и кислотный остаток.
По наличию или отсутствию кислорода в молекуле кислоты делятся на кислородсодержащие (H2SO4 серная кислота, H2SO3 сернистая кислота, HNO3 азотная кислота, H3PO4 фосфорная кислота, H2CO3 угольная кислота, H2SiO3 кремниевая кислота) и бескислородные (HF фтороводородная кислота, HCl хлороводородная кислота (соляная кислота), HBr бромоводородная кислота, HI иодоводородная кислота, H2S сероводородная кислота).
В зависимости от числа атомов водорода в молекуле кислоты кислоты бывают одноосновные (с 1 атомом Н), двухосновные (с 2 атомами Н) и трехосновные (с 3 атомами Н). Например, азотная кислота HNO3 одноосновная, так как в молекуле её один атом водорода, серная кислота H2SO4 – Химические свойства кислот
Растворыв кислот действуют на индикаторы. Все кислоты (кроме кремниевой) хорошо растворяются в воде. Специальные вещества – индикаторы позволяют определить присутствие кислоты.
Взаимодействуют с основаниями с образованием воды и соли, в которой содержится неизменный кислотный остаток (реакция нейтрализации):
H2SO4 + Ca(OH)2 → CaSO4 + 2 H2O.
Взаимодействуют с основанными оксидами с образованием воды и соли (реакция нейтрализации). Соль содержит кислотный остаток той кислоты, которая использовалась в реакции нейтрализации:
H3PO4 + Fe2O3 → 2 FePO4 + 3 H2O. двухосновная.
Взаимодействуют с металлами. Для взаимодействия кислот с металлами должны выполнятся некоторые условия:
1. металл должен быть достаточно активным по отношению к кислотам (в ряду активности металлов он должен располагаться до водорода). Чем левее находится металл в ряду активности, тем интенсивнее он взаимодействует с кислотами;
2. кислота должна быть достаточно сильной (то есть способной отдавать ионы водорода H+).
При протекании химических реакций кислоты с металлами образуется соль и выделяется водород (кроме взаимодействия металлов с азотной и концентрированной серной кислотами,):
Zn + 2HCl → ZnCl2 + H2;
Cu + 4HNO3 → CuNO3 + 2 NO2 + 2 H2O.
16. Соли как продукты взаимодействия кислот и оснований. Типы солей: средние (нормальные), кислые, основные, оксосоли, двойные, комплексные соли. Номенклатура солей. Химические свойства солей.
Соли - это класс химических соединений, состоящих из ионов металла и ионов кислотного остатка.
Средние, или нормальные, соли - это продукты полного замещения атомов водорода в кислоте на металл.
Именно с этими солями вы уже знакомы и знаете их номенклатуру. Например:
Кислые соли - это продукты неполного замещения атомов водорода в кислоте на металл.
К кислым солям относят, например, питьевую соду, которая состоит из катиона металла и кислотного однозарядного остатка НСО3. Для кислой кальциевой соли формула записывается так: Са(НСО3)2.
Названия этих солей складываются из названий солей с прибавлением слова гидро, например:
Na2С03 - карбонат натрия, СuSO4 - сульфат меди (II) и т. д.
Диссоциируют такие соли на катионы металла и анионы кислотного остатка
Основные соли - это продукты неполного замещения гидроксогрупп в основании на кислотный остаток.
Например, к таким солям относится знаменитый малахит (СиОН)2 С03, о котором вы читали в сказах И. Бажова. Он состоит нз двух основных катионов СиОН и двухзарядного аниона кислотного остатка СО 2- 3.
Катион СuОН+ имеет заряд +1, поэтому в молекуле два таких катиона и один двухзарядный анион СО объединены в электронейтральную соль.
Названия таких солей будут такими же, как и у нормальных солей, но с прибавлением слова гидроксо-, например (СuОН)2 СО3 - гидроксокарбонат меди (II) или АlOНСl2 - гидроксохлорид алюминия. Подавляющее большинство основных солей нерастворимы или малорастворимы.