Краткие выводы урока:
1) Кислоты классифицируются по числу атомов водорода в молекулах (по
основности) и по наличию в них атомов кислорода;
2) Кислоты широко распространены в природе.
116
Урок 33. Химические свойства кислот
В состав молекулы любой кислоты обязательно входят атомы водорода,
связанные с различными кислотными остатками. Такое подобие состава
молекул обусловливает подобие химических свойств кислот. Оно выражается в
том, что кислоты в водных растворах проявляют схожие химические свойства,
называемые кислотными свойствами. Знание этих свойств очень важно для
дальнейшего изучения химии, поэтому познакомимся с ними более подробно и
систематизируем изученный ранее материал.
Изменение окраски индикаторов
Вы уже знаете, что для доказательства наличия кислоты или щелочи в растворе
можно использовать особые вещества — индикаторы.
Вспомните, в какие цвета окрашены растворы индикаторов лакмуса,
метилоранжа и фенолфталеина. Как изменяется их окраска в растворах кислот?
Взаимодействие с металлами
Из материала предыдущих тем вам известно, что в водных растворах многие
кислоты реагируют с металлами, расположенными в ряду активности левее Н2
(например, Mg, Al, Zn, Fe). В результате этих реакций образуются сложные
вещества — соли и выделяется газообразное простое вещество — водород:
В такие реакции вступают как бескислородные (HCl, HBr), так и
кислородсодержащие (H
2
SO
4
, H
3
PO
4
) кислоты, например:
117
Реакции этого типа, как вы уже знаете, относятся к реакциям замещения: атомы
металлов замещают (вытесняют) атомы водорода из молекул кислот.
Следует помнить, что металлы, расположенные в ряду активности правее Н
2
(Сu,
Ag, Hg и др.), с указанными кислотами в водных растворах не реагируют.
Реакции с основными оксидами
Еще в младших классах, изучая математику, вы узнали, что от перемены
слагаемых сумма не изменяется: 2 + 3 = 5; 3 + 2 = 5.
Похожее правило есть и в химии: если в уравнении реакции исходные вещества
поменять местами, то ее продукты от этого не изменятся. Так, например, изучив
ранее химические свойства основных оксидов, вы узнали, что они реагируют с
кислотами с образованием солей и воды. Зная это, вы можете теперь смело
утверждать, что кислоты реагируют с основными оксидами, образуя те же
продукты — соли и воду:
Пример уравнения реакции, протекающей в соответствии с этой схемой:
Как вам уже известно, эти реакции относятся к реакциям обмена, поскольку в
процессе взаимодействия исходные сложные вещества обмениваются своими
составными частями.
118
Взаимодействие с основаниями
Изучая химические свойства оснований, вы узнали, что они реагируют с
кислотами с образованием солей и воды. А что же тогда образуется при
взаимодействии кислот с основаниями? Правильно, те же самые продукты —
соли и вода! Мы еще раз убедились в том, что состав конечных веществ не
зависит от того, в каком порядке смешиваются одни и те же исходные вещества.
Итак, составим схему, согласно которой кислоты реагируют с основаниями:
Запомните, что в образующейся соли валентность атомов металла такая же, как
в исходном основании, а валентность кислотного остатка такая же, как в
исходной кислоте.
Кислоты реагируют как с нерастворимыми, так и с растворимыми основаниями,
например:
Реакции этого типа, как и предыдущего, относятся к реакциям обмена.
Вспомните, как называется реакция, которую отображает последнее уравнение.
Почему она так называется?
119
Взаимодействие с солями
Еще один класс сложных веществ, с которыми кислоты могут вступать в
химическое взаимодействие, — соли. Реакции этого типа идут по общей схеме:
Однако сразу заметим, что кислота реагирует в растворе с солью лишь в том
случае, если в результате реакции выделяется газ (↑) или образуется
нерастворимое вещество, выпадающее в осадок (↓). Примеры таких реакций:
Очевидно, что реакции этого типа, как и двух предыдущих, относятся к реакциям
обмена.
Разложение кислот на кислотные оксиды и воду
Известно несколько кислот, которые достаточно легко разлагаются на
соответствующий кислотный оксид и воду. К таким кислотам, которые называют
неустойчивыми, относят угольную (H
2
CO
3
), сернистую (H
2
SO
3
) и кремниевую
(H
2
SiO
3
) кислоты. Особенно неустойчива угольная кислота — она разлагается на
кислотный оксид CO
2
и воду уже при комнатной температуре:
120
Урок 34. Получение и применение кислот
Получение кислот
Для получения неорганических кислот используют реакции разных типов.
Рассмотрим важнейшие из них.
Взаимодействие некоторых простых веществ неметаллов с водородом.
Например:
Образующиеся газообразные продукты реакций — HCl и H
2
S — растворяют в
воде
и
получают
соответствующие
бескислородные
кислоты
—
хлороводородную и сероводородную.
Таким же образом можно получить и бромоводородную кислоту — раствор газа
бромоводорода HBr в воде. К какому типу относятся рассмотренные реакции
получения HCl и H
2
S?
Взаимодействие серной кислоты с твердыми солями
Этот способ основан на том, что нелетучая серная кислота H
2
SO
4
при нагревании
вытесняет летучие кислоты — HCl и HNO
3
— из их солей. Поэтому
хлороводородную кислоту можно получить, нагревая смесь ее соли — твердого
хлорида натрия с серной кислотой:
Газообразный хлороводород, выделяющийся в этой реакции, растворяют в воде
и получают хлороводородную кислоту. Поскольку она образуется из хлорида
121
натрия NaCl, называемого в быту просто «соль», то эту кислоту очень часто
называют «соляной кислотой».
Для получения азотной кислоты нагревают смесь ее соли — нитрата натрия
NaNO
3
— с серной кислотой:
Пары азотной кислоты, образующиеся в результате этой реакции, охлаждают до
комнатной температуры, и она переходит в жидкое состояние.
Взаимодействие кислотных оксидов с водой
Вы уже знаете, что кислотные оксиды, кроме SiO
2
, реагируют с водой. Это их
свойство используют для получения некоторых кислородсодержащих кислот,
например серной и фосфорной:
Поскольку оксид кремния SiO
2
с водой не реагирует, то соответствующую ему
кислоту H
2
SiO
3
получают другими способами.
122
Применение кислот
Кислоты широко используются практически во всех сферах деятельности
человека — в быту, в различных отраслях промышленности, в медицине.
Наибольшее применение находит серная кислота. Так как кислоты оказывают
разрушающее действие на кожу, бумагу, ткани, обращаться с ними следует
осторожно, соблюдая правила безопасности.
Достарыңызбен бөлісу: |