Общие свойства кислот

Кислоты - это сложные вещества, состоящие из одного или нескольких атомов водорода и кислотного остатка. Общая формула кислот Н_nА, где А - кислотный остаток. Кислоты (с точки зрения электролитической диссоциации) представляют собой электролиты, диссоциирующие в водных растворах на катионы водорода Н⁺ и анионы кислотного остатка.

Классификация. По наличию (отсутствию) кислорода в составе кислот они подразделяются на кислородсодержащие (например, H₃PO₄ и H₂SO₄) и бескислородные (например, HCl и HBr). По основности (числу ионов H⁺, образующихся при полной диссоциации, или количеству ступеней диссоциации) кислоты делятся на одноосновные (если образуется один ион H⁺: HCl H⁺ + Cl^–; одна ступень диссоциации) и многоосновные – двухосновные (если образуются два иона H⁺: H₂SO₄  2H⁺ + SO₄^2–; две ступени диссоциации), трехосновные (если образуются три иона H⁺: H₃PO₄  3H⁺ + PO₄^3–; три ступени диссоциации) и т.д.

Физические свойства. Кислоты бывают газообразные, жидкие и твердые. Некоторые имеют запах и цвет. Кислоты отличаются различной растворимостью в воде.

Химические свойства кислот

1) Диссоциация: HCl + nH₂OH⁺×kH₂O + Cl^–×mH₂O (сокращенно: HCl H⁺ + Cl^– ).

 Многоосновные кислоты диссоциируют по ступеням (в основном по первой):

H₂SO₄  H⁺ + НSO₄^–  (1 ступень) и HSO₄^–  H⁺ + SO₄^2– (2 ступень).

2) Взаимодействие с индикаторами:

индикатор + Н⁺ (кислота)   окрашенное соединение.

Фиолетовый лакмус и оранжевый метилоранж окрашиваются в кислых средах в розовый цвет, бесцветный раствор фенолфталеина не меняет своей окраски.

3) Разложение. При разложении кислородсодержащих кислот получаются кислотный оксид и вода.

H₂SiO₃ SiO₂ + H₂O.

Бескислородные кислоты распадаются на простые вещества:

2HCl Cl₂ + H₂.

Кислоты-окислители разлагаются сложнее:

4НNO₃  4NO₂­ + 2H₂O + O₂­.

4) Взаимодействие с основаниями и амфотерными гидроксидами:

H₂SO₄ + Ca(OH)₂ ® CaSO₄¯ + 2H₂O       2H⁺ + SO₄^2– + Ca²⁺ +2OH^– ® CaSO₄¯ + 2H₂O

H₂SO₄ + Zn(OH)₂ ® ZnSO₄ + 2H₂O               2H⁺  +  Zn(OH)₂ ® Zn²⁺  + 2H₂O.

5) Взаимодействие с основными и амфотерными оксидами:

H₂SO₄ + CaO ® CaSO₄¯ + H₂O          2H⁺ + SO₄^2– + CaO ® CaSO₄¯ + H₂O

H₂SO₄ + ZnO ® ZnSO₄ + H₂O          2H⁺  + ZnO ® Zn²⁺  + H₂O.

6) Взаимодействие с металлами: а) кислоты-окислители по Н⁺ (HCl, HBr, HI, HClO₄, H₂SO₄, H₃PO₄ и др.).

В реакцию вступают металлы, расположенные в ряду активности до водорода:

Li, Rb, K, Ba, Sr, Ca, Na, Mg, Al, Mn, Zn, Cr, Fe, Cd, Co, Ni, Sn, Pb, H, Sb, Bi, Cu, Hg, Ag, Pd, Pt, Au

2HCl + Fe ® FeCl₂ + H₂­          2H⁺ + Fe ® Fe²⁺ + H₂­.

б) кислоты-окислители по аниону (концентрированная серная, азотная любой концентрации):

2Fe + 6H₂SO_{4 (конц.)}  Fe₂(SO₄)₃ + 3SO₂­ + 6H₂O

2Fe + 12H⁺ + 3SO₄^2– ® 2Fe³⁺ + 3SO₂­ + 6H₂O.

7) Взаимодействие с солями. Реакция происходит, если соль образована более слабой или летучей кислотой, или если образуется осадок:

2HCl + Na₂CO₃ ® 2NaCl + CO₂­ + H₂O          2H⁺ + CO₃^2– ® CO₂­ + H₂O

СaCl₂ + H₂SO₄ ® CaSO₄¯ + 2HCl             Сa²⁺ + SO₄^2- ® CaSO₄¯.

Получение. Бескислородные кислоты получают:

1) Из неметаллов и водорода с последующим растворением образовавшегося газа в воде:

Cl₂ + H₂ 2HCl.

2) При действии сильных кислот на соли более слабых или летучих бескислородных кислот:

2HCl + Na₂S ® 2NaCl + Н₂S­                          2H⁺ + S^2– ® Н₂S­.

Кислородсодержащие кислоты получают:

1) Взаимодействием кислотного оксида и воды. Оксид кремния(IV) SiO₂ с водой не реагирует!

SO₂ + H₂O H₂SO₃.

2) При действии сильных кислот на соли более слабых или летучих кислородсодержащих кислот:

2HCl + Na₂CO₃ ® 2NaCl + Н₂СО₃                   2H⁺ + CO₃^2– ® Н₂СО₃.

Л.А. Яковишин