Кисло́ти, у класичному визначенні — електроліти, які при розчиненні в йонізуючому розчиннику (наприклад, у воді), дисоціюють з утворенням іонів водню (або протона Н+), таким чином знижуючи кислотність розчину до величини менше ніж pH 7,0.
Кислоти | |
Небезпечність місцевості | d |
---|---|
Частково збігається з | d |
Протилежне | основа |
Кислоти у Вікісховищі |
Загальний опис
У сучасній хімії зазвичай використовується інше, хоча й подібне визначення Брьонстеда і , за яким кислоти означаються як хімічні сполуки, що є донорами протонів і приймають електрони для утворення іонних зв'язків. Кислоти вступають у реакції з основами, утворюючи солі, а також діють як розчинники. Сильні кислоти корозійні, розбавлені кислоти мають кислий або гострий смак, хоча в деяких органічних кислотах цей смак частково схований за іншими смаковими характеристиками.
Прикладами дисоціації кислот у водному розчині з утворенням Н+ є такі:
- HCl H+ + Cl-
- HNO3 H+ + NO-
3 - H2SO4 2H+ + SO2-
4
Атоми водню, що входять до складу молекул кислот і можуть відщеплюватись від молекул кислот при їх дисоціації у вигляді катіонів водню Н+, називаються кислотними атомами водню. Кислотні атоми водню в молекулах кислот можуть заміщатися атомами металів (або металоподібних груп, як NH4) з утворенням солей.
Атоми або групи атомів, що сполучені з кислотними атомами водню в молекулах кислот, називаються кислотними залишками. Так, атом хлору в хлоридній кислоті (точніше, аніон хлору Cl-) називається кислотним залишком хлоридної кислоти, група атомів NO3 в нітратній кислоті (точніше аніон NO-
3) є кислотним залишком нітратної кислоти, а група атомів SO4 (точніше аніон SO2-
4) — в сульфатній кислоті.
Оксигеновмісні та безоксигенові кислоти
Залежно від того, входить кисень до складу кислотного залишку чи не входить, кислоти поділяються на кисневі і безкисневі.
До найбільш вживаних кисневих кислот належать сульфатна (сірчана) кислота H2SO4, нітратна (азотна) кислота HNO3 і фосфатна (фосфорна) кислота H3PO4.
Кисневі кислоти можна розглядати також як гідроксиди (найчастіше неповні, або оксиди-гідроксиди) кислотних оксидів, тобто як продукти приєднання води до кислотних оксидів (ангідридів). їх зображають такою загальною формулою: n RxOy • m Н2О, де x і y залежать від валентності кислотоутворюючого елементу, а n і m — від типу кислоти. Наприклад:
- SO3 + Н2О → SO3·Н2О, або SO2(ОН)2 (Сульфатна кислота Н2SO4)
- Р2О5 + Н2О → Р2О5·Н2О, або 2РО2(ОН) (Метафосфатна кислота НРО3)
- Р2О5 + 3Н2О → Р2О5·3Н2О, або 2РО(ОН)3 (Ортофосфатна кислота Н3РО4).
Однак гідроксидами (чи оксидами-гідроксидами) кислоти звичайно не називають, а терміном гідроксид користуються тільки для назв основ (гідроксидів металів) і амфотерних гідроксидів. Прикладом найбільш вживаних безкисневих кислот можуть бути хлоридна (хлороводнева, або соляна) кислота HCl, бромідна кислота HBr, сульфідна (сірководнева) Н2S і інші кислоти.
Основність кислот
Залежно від кількості кислотних атомів водню молекули кислот поділяються на одноосновні, двоосновні, триосновні тощо. Наприклад, хлоридна кислота HCl — одноосновна, сульфатна кислота H2SO4 — двоосновна, фосфатна кислота H3PO4 — триосновна тощо.
Структурні формули
При складанні структурних формул кислот слід мати на увазі, що кислотні атоми водню в молекулах кисневих кислот зв'язані не безпосередньо з атомом кислотоутворюючого елементу, а через кисень. Це треба пам'ятати, бо є чимало кислот, основність яких не збігається з кількістю атомів водню у складі їх молекул. Так, до складу ацетатної кислоти (оцтової кислоти) входять чотири атоми водню, хоч вона одноосновна. Останнє пояснюється тим, що в молекулі цієї кислоти тільки один атом водню сполучений з атомом вуглецю через кисень, а три атоми зв'язані безпосередньо з атомом вуглецю. Тому при дисоціації молекула ацетатної кислоти відщеплює лише один катіон водню, який може заміщатися катіоном металу з утворенням солі:
На відміну від кисневих, у молекулах безкисневих кислот кислотні атоми водню зв'язані безпосередньо з атомами кислотоутворюючого елементу. Зазвичай кислотоутворюючий елемент належить до галогенів чи халькогенів, але можливі галогензамінні групи (HCN — синильна кислота). Для прикладу наведемо структурні формули деяких кислот:
Н2S Н2SO4 H3PO4 СН3СООН
Н—О О Н—О Н О H- S \ // \ | // | S Н—О—Р → О Н—С—С H / \\ / | \ H—O O H—O H O—H Сульфідна кислотаСульфатна кислота Фосфатна кислота Ацетатна кислота
Номенклатура
Назви кислот найкраще виводити від міжнародних назв кислотних залишків. При цьому для кисневих кислот у випадку проявлення кислотоутворюючим елементом найвищої можливої валентності назва кислоти має закінчення -атна, наприклад:
- HNO3 — нітратна кислота (азотна)
- Н2SO4 — сульфатна кислота (сірчана)
- Н3РО4 — ортофосфатна кислота (фосфорна)
- НРО3 — метафосфатна кислота
- Н2СО3 — карбонатна кислота (вугільна)
- Н3ВО3 — боратна кислота (борна)
Якщо ж кислотоутворюючий елемент проявляє в молекулі даної кислоти нижчу позитивну валентність, то назва кислоти має закінчення -итна або -ітна. Наприклад:
- HNO2 — нітритна кислота (азотиста): Н2SO3 — сульфітна кислота (сірчиста)
Назви безкисневих кислот у таких випадках мають закінчення -идна або -ідна. Наприклад:
- HCl — хлоридна кислота (хлороводнева, або соляна): HI — йодидна кислота (йодоводнева): HBr — бромідна кислота (бромоводнева): H2S — сульфідна кислота (сірководнева)
Властивості
Деякі кислоти при звичайних умовах являють собою рідини, наприклад нітратна HNO3 і сульфатна Н2SO4 кислоти, а деякі — тверді речовини, як фосфатна кислота Н3РО4, боратна Н3ВО3 і ін. Більшість кислот добре розчиняється у воді, але деякі практично не розчиняються (наприклад, силікатна кислота H2SiO3). Водні розчини кислот відзначаються кислим смаком, руйнують рослинні і тваринні тканини і змінюють забарвлення індикаторів, зокрема забарвлюють лакмус у червоний колір. Ці спільні властивості усіх кислот обумовлюються наявністю в їх розчинах іонів водню.
Хімічні властивості кислот визначаються їх відношенням до основ і основних оксидів. Найхарактернішою властивістю їх є здатність вступати з основами в реакції нейтралізації.
Наприклад:
- HCl + NaOH → NaCl + H2O
- 3H2SO4 + 2Al(OH)3 → Al2(SO4)3 + 6Н2О
З основними і амфотерними оксидами кислоти теж утворюють солі:
- 2HNO3 + MgO → Mg(NO3)2 + H2O
- 3H2SO4 + Al2O3 → Al2(SO4)3 + 3H2O
Крім того, кислоти взаємодіють і з активними металами (що стоять в електрохімічному ряду напружень лівіше від водню) з утворенням солі і виділенням водню (з нітратної кислоти водень не виділяється). Наприклад:
- 2HCl + Zn → ZnCl2 + H2 ↑
- 3H2SO4(розбавлена) + 2Al → Al2(SO4)3 + 3H2 ↑
Одержання
Кислоти, як і основи, можна добувати різними способами.
1. Безпосереднім сполученням ангідридів з водою:
- SO3 + Н2О → Н2SO4
- N2O5 + Н2О → 2HNO3
Цим способом можна одержувати кислоти тільки в тому випадку, коли ангідрид безпосередньо взаємодіє з водою. При цьому слід мати на увазі, що при одержанні деяких кислот залежно від умов одна молекула ангідриду може реагувати з одною, двома і більше молекулами води. Внаслідок цього молекула утворюваної кислоти може містити різну кількість атомів водню і кисню, хоч валентність кислотоутворюючого елементу залишається тою ж самою. Якщо кислота утворюється внаслідок взаємодії одної молекули ангідриду з одною молекулою води, то до назви кислоти додається префікс мета-, а коли на одну молекулу ангідриду припадає дві або три молекули води, то додається префікс орто-.
Наприклад:
- Р2О5 + H2O → 2НРО3метафосфатна кислота: Р2О5 + 3Н2О → 2Н3РО4ортофосфатна кислота
2. Взаємодією кислот з солями. Цим способом можна користуватися тоді, коли одержувана кислота є леткою або нерозчинною. Наприклад:
- Н2SO4 + 2NaCl → Na2SO4 + 2HCl ↑ (при нагріванні): H2SO4 + Na2SiO3 → Na2SO4 + H2SiO3 ↓
3. Безкисневі кислоти можна одержувати як їх витісненням з солей іншими кислотами, так і безпосереднім сполученням елементів з наступним розчиненням одержуваних кислот у воді.
Наприклад:
- FeS + 2HCl → FeCl2 + H2S ↑
- Н2 + Cl2 → 2HCl
В техніці для добування хлоридної кислоти користуються останнім способом.
Див. також
Джерела
- Деркач Ф. А. Хімія. — Львів : Львівський університет, 1968. — 312 с.
- Глосарій термінів з хімії / уклад. Й. Опейда, О. Швайка ; Ін-т фізико-органічної хімії та вуглехімії ім. Л. М. Литвиненка НАН України, Донецький національний університет. — Дон. : Вебер, 2008. — 738 с. — .
Посилання
- Кислоти [ 20 Квітня 2016 у Wayback Machine.] // ЕСУ
Вікіпедія, Українська, Україна, книга, книги, бібліотека, стаття, читати, завантажити, безкоштовно, безкоштовно завантажити, mp3, відео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, малюнок, музика, пісня, фільм, книга, гра, ігри, мобільний, телефон, android, ios, apple, мобільний телефон, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, ПК, web, Інтернет
Kislo ti u klasichnomu viznachenni elektroliti yaki pri rozchinenni v jonizuyuchomu rozchinniku napriklad u vodi disociyuyut z utvorennyam ioniv vodnyu abo protona N takim chinom znizhuyuchi kislotnist rozchinu do velichini menshe nizh pH 7 0 KislotiNebezpechnist miscevostidChastkovo zbigayetsya zdProtilezhneosnova Kisloti u VikishovishiZagalnij opisU suchasnij himiyi zazvichaj vikoristovuyetsya inshe hocha j podibne viznachennya Bronsteda i za yakim kisloti oznachayutsya yak himichni spoluki sho ye donorami protoniv i prijmayut elektroni dlya utvorennya ionnih zv yazkiv Kisloti vstupayut u reakciyi z osnovami utvoryuyuchi soli a takozh diyut yak rozchinniki Silni kisloti korozijni rozbavleni kisloti mayut kislij abo gostrij smak hocha v deyakih organichnih kislotah cej smak chastkovo shovanij za inshimi smakovimi harakteristikami Prikladami disociaciyi kislot u vodnomu rozchini z utvorennyam N ye taki HCl H Cl HNO3 H NO 3 H2SO4 2H SO2 4 Atomi vodnyu sho vhodyat do skladu molekul kislot i mozhut vidsheplyuvatis vid molekul kislot pri yih disociaciyi u viglyadi kationiv vodnyu N nazivayutsya kislotnimi atomami vodnyu Kislotni atomi vodnyu v molekulah kislot mozhut zamishatisya atomami metaliv abo metalopodibnih grup yak NH4 z utvorennyam solej Atomi abo grupi atomiv sho spolucheni z kislotnimi atomami vodnyu v molekulah kislot nazivayutsya kislotnimi zalishkami Tak atom hloru v hloridnij kisloti tochnishe anion hloru Cl nazivayetsya kislotnim zalishkom hloridnoyi kisloti grupa atomiv NO3 v nitratnij kisloti tochnishe anion NO 3 ye kislotnim zalishkom nitratnoyi kisloti a grupa atomiv SO4 tochnishe anion SO2 4 v sulfatnij kisloti Oksigenovmisni ta bezoksigenovi kislotiDokladnishe Kisnevmisna kislota Zalezhno vid togo vhodit kisen do skladu kislotnogo zalishku chi ne vhodit kisloti podilyayutsya na kisnevi i bezkisnevi Do najbilsh vzhivanih kisnevih kislot nalezhat sulfatna sirchana kislota H2SO4 nitratna azotna kislota HNO3 i fosfatna fosforna kislota H3PO4 Kisnevi kisloti mozhna rozglyadati takozh yak gidroksidi najchastishe nepovni abo oksidi gidroksidi kislotnih oksidiv tobto yak produkti priyednannya vodi do kislotnih oksidiv angidridiv yih zobrazhayut takoyu zagalnoyu formuloyu n RxOy m N2O de x i y zalezhat vid valentnosti kislotoutvoryuyuchogo elementu a n i m vid tipu kisloti Napriklad SO3 N2O SO3 N2O abo SO2 ON 2 Sulfatna kislota N2SO4 R2O5 N2O R2O5 N2O abo 2RO2 ON Metafosfatna kislota NRO3 R2O5 3N2O R2O5 3N2O abo 2RO ON 3 Ortofosfatna kislota N3RO4 Odnak gidroksidami chi oksidami gidroksidami kisloti zvichajno ne nazivayut a terminom gidroksid koristuyutsya tilki dlya nazv osnov gidroksidiv metaliv i amfoternih gidroksidiv Prikladom najbilsh vzhivanih bezkisnevih kislot mozhut buti hloridna hlorovodneva abo solyana kislota HCl bromidna kislota HBr sulfidna sirkovodneva N2S i inshi kisloti Osnovnist kislotZalezhno vid kilkosti kislotnih atomiv vodnyu molekuli kislot podilyayutsya na odnoosnovni dvoosnovni triosnovni tosho Napriklad hloridna kislota HCl odnoosnovna sulfatna kislota H2SO4 dvoosnovna fosfatna kislota H3PO4 triosnovna tosho Strukturni formuliPri skladanni strukturnih formul kislot slid mati na uvazi sho kislotni atomi vodnyu v molekulah kisnevih kislot zv yazani ne bezposeredno z atomom kislotoutvoryuyuchogo elementu a cherez kisen Ce treba pam yatati bo ye chimalo kislot osnovnist yakih ne zbigayetsya z kilkistyu atomiv vodnyu u skladi yih molekul Tak do skladu acetatnoyi kisloti octovoyi kisloti vhodyat chotiri atomi vodnyu hoch vona odnoosnovna Ostannye poyasnyuyetsya tim sho v molekuli ciyeyi kisloti tilki odin atom vodnyu spoluchenij z atomom vuglecyu cherez kisen a tri atomi zv yazani bezposeredno z atomom vuglecyu Tomu pri disociaciyi molekula acetatnoyi kisloti vidsheplyuye lishe odin kation vodnyu yakij mozhe zamishatisya kationom metalu z utvorennyam soli CH3COOH CH3COO H displaystyle mathrm CH 3 COOH leftrightarrows CH 3 COO H Na vidminu vid kisnevih u molekulah bezkisnevih kislot kislotni atomi vodnyu zv yazani bezposeredno z atomami kislotoutvoryuyuchogo elementu Zazvichaj kislotoutvoryuyuchij element nalezhit do galogeniv chi halkogeniv ale mozhlivi galogenzaminni grupi HCN sinilna kislota Dlya prikladu navedemo strukturni formuli deyakih kislot N2S N2SO4 H3PO4 SN3SOON N O O N O N O H S S N O R O N S S H H O O H O H O H Sulfidna kislotaSulfatna kislota Fosfatna kislota Acetatna kislotaNomenklaturaNazvi kislot najkrashe vivoditi vid mizhnarodnih nazv kislotnih zalishkiv Pri comu dlya kisnevih kislot u vipadku proyavlennya kislotoutvoryuyuchim elementom najvishoyi mozhlivoyi valentnosti nazva kisloti maye zakinchennya atna napriklad HNO3 nitratna kislota azotna N2SO4 sulfatna kislota sirchana N3RO4 ortofosfatna kislota fosforna NRO3 metafosfatna kislota N2SO3 karbonatna kislota vugilna N3VO3 boratna kislota borna Yaksho zh kislotoutvoryuyuchij element proyavlyaye v molekuli danoyi kisloti nizhchu pozitivnu valentnist to nazva kisloti maye zakinchennya itna abo itna Napriklad HNO2 nitritna kislota azotista N2SO3 sulfitna kislota sirchista Nazvi bezkisnevih kislot u takih vipadkah mayut zakinchennya idna abo idna Napriklad HCl hloridna kislota hlorovodneva abo solyana HI jodidna kislota jodovodneva HBr bromidna kislota bromovodneva H2S sulfidna kislota sirkovodneva VlastivostiDeyaki kisloti pri zvichajnih umovah yavlyayut soboyu ridini napriklad nitratna HNO3 i sulfatna N2SO4 kisloti a deyaki tverdi rechovini yak fosfatna kislota N3RO4 boratna N3VO3 i in Bilshist kislot dobre rozchinyayetsya u vodi ale deyaki praktichno ne rozchinyayutsya napriklad silikatna kislota H2SiO3 Vodni rozchini kislot vidznachayutsya kislim smakom rujnuyut roslinni i tvarinni tkanini i zminyuyut zabarvlennya indikatoriv zokrema zabarvlyuyut lakmus u chervonij kolir Ci spilni vlastivosti usih kislot obumovlyuyutsya nayavnistyu v yih rozchinah ioniv vodnyu Himichni vlastivosti kislot viznachayutsya yih vidnoshennyam do osnov i osnovnih oksidiv Najharakternishoyu vlastivistyu yih ye zdatnist vstupati z osnovami v reakciyi nejtralizaciyi Napriklad HCl NaOH NaCl H2O 3H2SO4 2Al OH 3 Al2 SO4 3 6N2O Z osnovnimi i amfoternimi oksidami kisloti tezh utvoryuyut soli 2HNO3 MgO Mg NO3 2 H2O 3H2SO4 Al2O3 Al2 SO4 3 3H2O Krim togo kisloti vzayemodiyut i z aktivnimi metalami sho stoyat v elektrohimichnomu ryadu napruzhen livishe vid vodnyu z utvorennyam soli i vidilennyam vodnyu z nitratnoyi kisloti voden ne vidilyayetsya Napriklad 2HCl Zn ZnCl2 H2 3H2SO4 rozbavlena 2Al Al2 SO4 3 3H2 OderzhannyaKisloti yak i osnovi mozhna dobuvati riznimi sposobami 1 Bezposerednim spoluchennyam angidridiv z vodoyu SO3 N2O N2SO4 N2O5 N2O 2HNO3 Cim sposobom mozhna oderzhuvati kisloti tilki v tomu vipadku koli angidrid bezposeredno vzayemodiye z vodoyu Pri comu slid mati na uvazi sho pri oderzhanni deyakih kislot zalezhno vid umov odna molekula angidridu mozhe reaguvati z odnoyu dvoma i bilshe molekulami vodi Vnaslidok cogo molekula utvoryuvanoyi kisloti mozhe mistiti riznu kilkist atomiv vodnyu i kisnyu hoch valentnist kislotoutvoryuyuchogo elementu zalishayetsya toyu zh samoyu Yaksho kislota utvoryuyetsya vnaslidok vzayemodiyi odnoyi molekuli angidridu z odnoyu molekuloyu vodi to do nazvi kisloti dodayetsya prefiks meta a koli na odnu molekulu angidridu pripadaye dvi abo tri molekuli vodi to dodayetsya prefiks orto Napriklad R2O5 H2O 2NRO3metafosfatna kislota R2O5 3N2O 2N3RO4ortofosfatna kislota 2 Vzayemodiyeyu kislot z solyami Cim sposobom mozhna koristuvatisya todi koli oderzhuvana kislota ye letkoyu abo nerozchinnoyu Napriklad N2SO4 2NaCl Na2SO4 2HCl pri nagrivanni H2SO4 Na2SiO3 Na2SO4 H2SiO3 3 Bezkisnevi kisloti mozhna oderzhuvati yak yih vitisnennyam z solej inshimi kislotami tak i bezposerednim spoluchennyam elementiv z nastupnim rozchinennyam oderzhuvanih kislot u vodi Napriklad FeS 2HCl FeCl2 H2S N2 Cl2 2HCl V tehnici dlya dobuvannya hloridnoyi kisloti koristuyutsya ostannim sposobom Div takozhKislota Brensteda Kislota Lyuyisa PsevdokislotaDzherelaDerkach F A Himiya Lviv Lvivskij universitet 1968 312 s Glosarij terminiv z himiyi uklad J Opejda O Shvajka In t fiziko organichnoyi himiyi ta vuglehimiyi im L M Litvinenka NAN Ukrayini Doneckij nacionalnij universitet Don Veber 2008 738 s ISBN 978 966 335 206 0 PosilannyaKisloti 20 Kvitnya 2016 u Wayback Machine ESU