| Anoxic: | Basicitatea | Numele de sare |
| HCl - clorhidric (clorhidric) | monobază | clorură |
| HBr - bromhidric | monobază | bromură |
| HI - iodură | monobază | iodură |
| HF - fluorhidric (fluorhidric) | monobază | fluor |
| H2S - hidrogen sulfurat | dibazic | sulfură |
| Oxigenat: | ||
| HNO 3 - azot | monobază | nitrat |
| H2SO3 - sulfuros | dibazic | sulfit |
| H2SO4 - sulfuric | dibazic | sulfat |
| H2CO3 - cărbune | dibazic | carbonat |
| H2SiO3 - siliciu | dibazic | silicat |
| H3PO4 - ortofosforic | tripartit | ortofosfat |
Săruri - substanțe complexe care constau din atomi de metal și reziduuri acide. Aceasta este cea mai numeroasă clasă de compuși anorganici.
Clasificare. După compoziție și proprietăți: mediu, acru, bazic, dublu, mixt, complex
Săruri medii sunt produse ale înlocuirii complete a atomilor de hidrogen ai unui acid polibazic cu atomi de metal.
Când sunt disociate, se produc numai cationi metalici (sau NH4+). De exemplu:
Na2S04®2Na + +SO
CaCl 2 ® Ca 2+ + 2Cl -
Săruri acide sunt produse ale substituției incomplete a atomilor de hidrogen ai unui acid polibazic cu atomii de metal.
Când sunt disociate, ele dau cationi metalici (NH 4 +), ioni de hidrogen și anioni ai unui reziduu acid, de exemplu:
NaHCO 3 ® Na + + HCO « H + + CO .
Săruri de bază sunt produse de substituție incompletă a grupărilor OH - baza corespunzătoare pentru reziduurile acide.
La disociere, se produc cationi metalici, anioni hidroxil și un reziduu acid.
Zn(OH)CI® + + CI - « Zn2+ + OH - + CI - .
săruri duble conțin doi cationi metalici și la disociere dau doi cationi și un anion.
KAl(S04)2® K + + Al3+ + 2SO
Săruri complexe conţin cationi sau anioni complecşi.
Br ® + + Br - « Ag + +2 NH 3 + Br -
Na ® Na + + - « Na + + Ag + + 2 CN -
Relația genetică între diferitele clase de compuși
PARTEA EXPERIMENTALĂ
Echipamente și ustensile: trepied cu eprubete, spalator, lampa cu spirit.
Reactivi si materiale: fosfor roșu, oxid de zinc, granule de Zn, pulbere de var stins Ca (OH) 2, 1 mol / dm 3 soluții de NaOH, ZnSO 4, CuSO 4, AlCl 3, FeCl 3, HCl, H 2 SO 4, hârtie indicator universal, soluție fenolftaleină, metil portocală, apă distilată.
Comandă de lucru
1. Turnați oxid de zinc în două eprubete; se adaugă o soluție acidă (HCl sau H 2 SO 4) la unul, o soluție alcalină (NaOH sau KOH) la celălalt și se încălzește ușor la o lampă cu alcool.
Observatii: Oxidul de zinc se dizolvă într-o soluție de acid și alcali?
Scrie ecuații
Constatari: 1. Cărui tip de oxizi aparține ZnO?
2. Ce proprietăți au oxizii amfoteri?
Prepararea și proprietățile hidroxizilor
2.1. Înmuiați vârful benzii indicator universal într-o soluție alcalină (NaOH sau KOH). Comparați culoarea obținută a benzii indicatoare cu diagrama de culori standard.
Observatii:Înregistrați valoarea pH-ului soluției.
2.2. Luați patru eprubete, turnați 1 ml de soluție de ZnSO 4 în prima, СuSO 4 în a doua, AlCl 3 în a treia, FeCl 3 în a patra. Adăugați 1 ml de soluție de NaOH în fiecare tub. Scrieți observații și ecuații pentru reacțiile care au loc.
Observatii: Are loc precipitarea atunci când se adaugă alcali la o soluție de sare? Specificați culoarea precipitatului.
Scrie ecuații reacții în curs (în formă moleculară și ionică).
Constatari: Cum se pot obține hidroxizi metalici?
2.3. Se transferă jumătate din precipitatele obținute în experimentul 2.2 în alte eprubete. Pe o parte a precipitatului, se acționează cu o soluție de H 2 SO 4 pe cealaltă - cu o soluție de NaOH.
Observatii: Precipitația se dizolvă atunci când la precipitare se adaugă alcali și acid?
Scrie ecuații reacții în curs (în formă moleculară și ionică).
Constatari: 1. Ce tipuri de hidroxizi sunt Zn (OH) 2, Al (OH) 3, Сu (OH) 2, Fe (OH) 3?
2. Ce proprietăți au hidroxizii amfoteri?
Obținerea de săruri.
3.1. Se toarnă 2 ml de soluție de CuSO 4 într-o eprubetă și se coboară unghia curățată în această soluție. (Reacția este lentă, modificări la suprafața unghiei apar după 5-10 minute).
Observatii: Există modificări la suprafața unghiei? Ce se depune?
Scrieți o ecuație pentru o reacție redox.
Constatari:Ținând cont de o serie de tensiuni ale metalelor, indicați metoda de obținere a sărurilor.
3.2. Puneți o granulă de zinc într-o eprubetă și adăugați soluție de HCI.
Observatii: Există vreo degajare de gaz?
Scrieți o ecuație
Constatari: Explicați această metodă de obținere a sărurilor?
3.3. Se toarnă puțină pulbere de var stins Ca (OH) 2 într-o eprubetă și se adaugă o soluție de HCl.
Observatii: Există o evoluție a gazului?
Scrieți o ecuație reacția în curs (în formă moleculară și ionică).
Concluzie: 1. Ce tip de reacție este interacțiunea dintre hidroxid și acid?
2. Ce substanțe sunt produsele acestei reacții?
3.5. Se toarnă 1 ml de soluții de sare în două eprubete: în prima - sulfat de cupru, în a doua - clorură de cobalt. Adăugați în ambele tuburi picatura cu picatura soluție de hidroxid de sodiu până se formează precipitarea. Apoi adăugați un exces de alcali în ambele eprubete.
Observatii: Indicați modificările de culoare ale precipitatelor în reacții.
Scrieți o ecuație reacția în curs (în formă moleculară și ionică).
Concluzie: 1. În urma ce reacții se formează sărurile bazice?
2. Cum pot fi transformate sărurile bazice în săruri medii?
Sarcini de control:
1. Din substanțele enumerate, scrieți formulele sărurilor, bazelor, acizilor: Ca (OH) 2, Ca (NO 3) 2, FeCl 3, HCl, H 2 O, ZnS, H 2 SO 4, CuSO 4, KOH
Zn (OH)2, NH3, Na2C03, K3PO4.
2. Precizați formulele de oxizi corespunzătoare substanțelor enumerate H 2 SO 4, H 3 AsO 3, Bi (OH) 3, H 2 MnO 4, Sn (OH) 2, KOH, H 3 PO 4, H 2 SiO 3, Ge (OH)4.
3. Ce hidroxizi sunt amfoteri? Scrieți ecuațiile de reacție care caracterizează amfoteritatea hidroxidului de aluminiu și hidroxidului de zinc.
4. Care dintre următorii compuși vor interacționa în perechi: P2O5, NaOH, ZnO, AgNO3, Na2CO3, Cr(OH)3, H2SO4. Faceți ecuații ale reacțiilor posibile.
Lucrare de laborator nr. 2 (4 ore)
Subiect: Analiza calitativă a cationilor și anionilor
Ţintă: să stăpânească tehnica efectuării reacțiilor calitative și de grup la cationi și anioni.
PARTEA TEORETICĂ
Sarcina principală a analizei calitative este stabilirea compoziției chimice a substanțelor găsite în diverse obiecte (materiale biologice, medicamente, alimente, obiecte de mediu). În această lucrare, luăm în considerare analiza calitativă a substanțelor anorganice care sunt electroliți, adică, de fapt, analiza calitativă a ionilor. Din totalitatea ionilor care apar, au fost selectați cei mai importanți din punct de vedere medical și biologic: (Fe 3+, Fe 2+, Zn 2+, Ca 2+, Na +, K +, Mg 2+, Cl -, PO, CO, etc.). Mulți dintre acești ioni se găsesc în diferite medicamente și alimente.
În analiza calitativă, nu se folosesc toate reacțiile posibile, ci doar cele care sunt însoțite de un efect analitic distinct. Cele mai frecvente efecte analitice sunt: apariția unei noi culori, eliberarea de gaz, formarea unui precipitat.
Există două abordări fundamental diferite ale analizei calitative: fracționată și sistematică . Într-o analiză sistematică, reactivii de grup sunt în mod necesar folosiți pentru a separa ionii prezenți în grupuri separate și, în unele cazuri, în subgrupe. Pentru a face acest lucru, unii dintre ioni sunt transferați în compoziția compușilor insolubili, iar unii dintre ioni sunt lăsați în soluție. După separarea precipitatului din soluție, acestea sunt analizate separat.
De exemplu, în soluție există ioni A1 3+, Fe 3+ și Ni 2+. Dacă această soluție este expusă la un exces de alcali, un precipitat de Fe (OH) 3 și Ni (OH) 2 precipită, iar ionii [A1 (OH) 4] - rămân în soluție. Precipitatul care conține hidroxizi de fier și nichel, atunci când este tratat cu amoniac, se va dizolva parțial datorită trecerii la o soluție de 2+. Astfel, cu ajutorul a doi reactivi - alcalii și amoniac s-au obținut două soluții: una conținea ioni [А1(OH) 4 ] - , cealaltă conținea ioni 2+ și un precipitat de Fe(OH) 3 . Cu ajutorul reacțiilor caracteristice se dovedește prezența anumitor ioni în soluții și în precipitat, care trebuie mai întâi dizolvat.
Analiza sistematică este utilizată în principal pentru a detecta ionii în amestecuri complexe cu mai multe componente. Este foarte consumator de timp, dar avantajul său constă în formalizarea ușoară a tuturor acțiunilor care se încadrează într-o schemă (metodologie) clară.
Pentru analiza fracționată se folosesc numai reacții caracteristice. Este evident că prezența altor ioni poate distorsiona semnificativ rezultatele reacției (impunerea culorilor una peste alta, precipitare nedorită etc.). Pentru a evita acest lucru, analiza fracționată utilizează în principal reacții foarte specifice care dau un efect analitic cu un număr mic de ioni. Pentru reacții de succes, este foarte important să se mențină anumite condiții, în special, pH-ul. Foarte des, în analiza fracționată, se recurge la mascare, adică la conversia ionilor în compuși care nu sunt capabili să producă un efect analitic cu reactivul selectat. De exemplu, dimetilglioxima este utilizată pentru a detecta ionul de nichel. Un efect analitic similar cu acest reactiv dă ionul Fe 2+. Pentru a detecta Ni 2+, ionul Fe 2+ este transformat într-un complex stabil de fluorură 4- sau oxidat la Fe 3+, de exemplu, cu peroxid de hidrogen.
Analiza fracționată este utilizată pentru a detecta ionii în amestecuri mai simple. Timpul de analiză este redus semnificativ, totuși, experimentatorul trebuie să aibă o cunoaștere mai profundă a tiparelor reacțiilor chimice, deoarece este destul de dificil să se ia în considerare toate cazurile posibile de influență reciprocă a ionilor asupra naturii analitice observate. efecte într-o anumită tehnică.
În practica analitică, așa-numitul sistematic fracționat metodă. Cu această abordare, se utilizează numărul minim de reactivi de grup, ceea ce face posibilă conturarea tacticii de analiză în termeni generali, care este apoi efectuată prin metoda fracționată.
După tehnica efectuării reacțiilor analitice, reacțiile se disting: sedimentare; microcristaloscopic; însoțită de eliberarea de produse gazoase; efectuate pe hârtie; extracţie; colorat în soluții; colorare la flacără.
Când se efectuează reacții sedimentare, trebuie remarcată culoarea și natura precipitatului (cristalin, amorf), dacă este necesar, se efectuează teste suplimentare: se verifică solubilitatea precipitatului în acizi puternici și slabi, alcalii și amoniac și un exces. a reactivului. La efectuarea reacțiilor însoțite de evoluția gazului, se notează culoarea și mirosul acestuia. În unele cazuri, se efectuează teste suplimentare.
De exemplu, dacă se presupune că gazul degajat este monoxid de carbon (IV), acesta este trecut printr-un exces de apă de var.
În analiza fracționată și sistematică, sunt utilizate pe scară largă reacțiile, în timpul cărora apare o nouă culoare, cel mai adesea acestea sunt reacții de complexare sau reacții redox.
În unele cazuri, este convenabil să se efectueze astfel de reacții pe hârtie (reacții de picătură). Reactivii care nu se descompun în condiții normale sunt aplicați pe hârtie în prealabil. Deci, pentru detectarea hidrogenului sulfurat sau a ionilor de sulfură se folosește hârtie impregnată cu azotat de plumb [înnegrirea are loc din cauza formării sulfurei de plumb (II). Mulți agenți oxidanți sunt detectați folosind hârtie amidon iod, de exemplu. hârtie impregnată cu soluții de iodură de potasiu și amidon. În cele mai multe cazuri, reactivii necesari sunt aplicați pe hârtie în timpul reacției, de exemplu, alizarina pentru ionul A1 3+, cupronul pentru ionul Cu 2+ etc. Pentru a îmbunătăți culoarea, se folosește uneori extracția într-un solvent organic. . Reacțiile de culoare la flacără sunt utilizate pentru testele preliminare.
Substanțele care se disociază în soluții pentru a forma ioni de hidrogen se numesc.
Acizii sunt clasificați în funcție de puterea lor, bazicitatea și prezența sau absența oxigenului în compoziția acidului.
Prin putereacizii sunt împărțiți în puternici și slabi. Cei mai importanți acizi tari sunt nitrici HNO3, H2SO4 sulfuric şi HCI clorhidric.
Prin prezența oxigenului distingeți acizii care conțin oxigen ( HNO3, H3PO4 etc.) și acizii anoxici ( HCI, H2S, HCN etc.).
Prin elementare, adică în funcție de numărul de atomi de hidrogen dintr-o moleculă de acid care poate fi înlocuit cu atomi de metal pentru a forma o sare, acizii sunt împărțiți în monobazici (de exemplu, HNO3, HCl), dibazic (H2S, H2SO4), tribazic (H3PO4), etc.
Denumirile acizilor fără oxigen sunt derivate din numele nemetalului cu adăugarea terminației -hidrogen: acid clorhidric - acid clorhidric, H2S e - acid hidroselenic, HCN - acid cianhidric.
Numele acizilor care conțin oxigen sunt, de asemenea, formate din numele rusesc al elementului corespunzător cu adăugarea cuvântului „acid”. În același timp, numele acidului în care elementul se află în cea mai mare stare de oxidare se termină în „naya” sau „ova”, de exemplu, H2SO4 - acid sulfuric, HCI04 - acid percloric, H3AsO4 - acid arsenic. Odată cu scăderea gradului de oxidare a elementului care formează acid, terminațiile se schimbă în următoarea secvență: „oval” ( HCI03 - acid cloric), "pur" ( HCI02 - acid cloros), „clintit” ( H O Cl - acid hipocloros). Dacă elementul formează acizi, aflându-se doar în două stări de oxidare, atunci denumirea acidului corespunzătoare stării de oxidare cea mai scăzută a elementului primește terminația „pur” ( HNO3 - Acid azotic, HNO 2 - acid azot).
Tabel - Cei mai importanți acizi și sărurile lor
|
Acid |
Denumirile sărurilor normale corespunzătoare |
|
|
Nume |
Formulă |
|
|
Azot |
HNO3 |
Nitrați |
|
azotat |
HNO 2 |
Nitriți |
|
boric (ortoboric) |
H3BO3 |
Borați (ortoborați) |
|
Bromhidric |
Bromuri |
|
|
Hidroidul |
ioduri |
|
|
Siliciu |
H2SiO3 |
silicati |
|
mangan |
HMnO 4 |
Permanganați |
|
Metafosforic |
HPO 3 |
Metafosfați |
|
Arsenic |
H3AsO4 |
Arsenatii |
|
Arsenic |
H3AsO3 |
arseniți |
|
ortofosforic |
H3PO4 |
Ortofosfați (fosfați) |
|
Difosforic (pirofosforic) |
H4P2O7 |
Difosfați (pirofosfați) |
|
bicrom |
H2Cr2O7 |
Dicromati |
|
sulfuric |
H2SO4 |
sulfați |
|
sulfuros |
H2SO3 |
Sulfiți |
|
Cărbune |
H2CO3 |
Carbonați |
|
Fosfor |
H3PO3 |
Fosfiți |
|
Fluorhidric (fluorhidric) |
Fluoruri |
|
|
Clorhidric (clorhidric) |
cloruri |
|
|
Cloric |
HCI04 |
Perclorati |
|
Clor |
HCI03 |
clorati |
|
hipocloros |
HClO |
hipocloriți |
|
Crom |
H2CrO4 |
Cromații |
|
Cianură de hidrogen (cianhidric) |
cianuri |
|
Obținerea acizilor
1. Acizii anoxici pot fi obținuți prin combinarea directă a nemetalelor cu hidrogenul:
H2 + CI2 → 2HCI,
H2 + SH2S.
2. Acizii care conțin oxigen pot fi obținuți adesea prin combinarea directă a oxizilor acizi cu apă:
SO 3 + H 2 O \u003d H 2 SO 4,
CO 2 + H 2 O \u003d H 2 CO 3,
P 2 O 5 + H 2 O \u003d 2 HPO 3.
3. Atât acizii fără oxigen, cât și cei care conțin oxigen pot fi obținuți prin reacții de schimb între săruri și alți acizi:
BaBr 2 + H 2 SO 4 \u003d BaSO 4 + 2HBr,
CuSO 4 + H 2 S \u003d H 2 SO 4 + CuS,
CaCO 3 + 2HBr \u003d CaBr 2 + CO 2 + H 2 O.
4. În unele cazuri, reacțiile redox pot fi folosite pentru a obține acizi:
H 2 O 2 + SO 2 \u003d H 2 SO 4,
3P + 5HNO 3 + 2H 2 O = 3H 3 PO 4 + 5NO.
Proprietățile chimice ale acizilor
1. Cea mai caracteristică proprietate chimică a acizilor este capacitatea lor de a reacționa cu bazele (precum și cu oxizii bazici și amfoteri) pentru a forma săruri, de exemplu:
H 2 SO 4 + 2NaOH \u003d Na 2 SO 4 + 2H 2 O,
2HNO 3 + FeO \u003d Fe (NO 3) 2 + H 2 O,
2 HCl + ZnO \u003d ZnCl 2 + H 2O.
2. Capacitatea de a interacționa cu unele metale din seria tensiunilor până la hidrogen, cu eliberare de hidrogen:
Zn + 2HCl \u003d ZnCl 2 + H 2,
2Al + 6HCl \u003d 2AlCl 3 + 3H 2.
3. Cu săruri, dacă se formează o sare slab solubilă sau o substanță volatilă:
H 2 SO 4 + BaCl 2 = BaSO 4 ↓ + 2HCl,
2HCl + Na 2 CO 3 \u003d 2NaCl + H 2 O + CO 2,
2KHCO 3 + H 2 SO 4 \u003d K 2 SO 4 + 2SO 2+ 2H2O.
Rețineți că acizii polibazici se disociază în trepte, iar ușurința de disociere în fiecare dintre etape scade, prin urmare, pentru acizii polibazici, se formează adesea săruri acide în locul sărurilor medii (în cazul unui exces de acid de reacție):
Na 2 S + H 3 PO 4 \u003d Na 2 HPO 4 + H 2 S,
NaOH + H3PO4 = NaH2PO4 + H2O.
4. Un caz special de interacțiune acido-bazică este reacția acizilor cu indicatorii, care duce la o schimbare a culorii, care a fost folosită de multă vreme pentru detectarea calitativă a acizilor în soluții. Deci, turnesolul își schimbă culoarea într-un mediu acid în roșu.
5. Când sunt încălziți, acizii care conțin oxigen se descompun în oxid și apă (de preferință în prezența unui agent de eliminare a apei). P2O5):
H 2 SO 4 \u003d H 2 O + SO 3,
H 2 SiO 3 \u003d H 2 O + SiO 2.
M.V. Andryukhova, L.N. Borodin
Acizii sunt astfel de compuși chimici care sunt capabili să doneze un ion de hidrogen încărcat electric (cation), precum și să accepte doi electroni care interacționează, în urma cărora se formează o legătură covalentă.
În acest articol, vom analiza principalii acizi care sunt studiați în clasele de mijloc ale școlilor generale și, de asemenea, vom afla o mulțime de fapte interesante despre o mare varietate de acizi. Să începem.
Acizi: tipuri
În chimie, există mulți acizi diferiți care au o varietate de proprietăți. Chimiștii disting acizii prin conținutul de oxigen, volatilitate, solubilitate în apă, rezistență, stabilitate, aparținând unei clase de compuși chimici organici sau anorganici. În acest articol, ne vom uita la un tabel care prezintă cei mai faimoși acizi. Tabelul vă va ajuta să vă amintiți numele acidului și formula sa chimică.
Deci, totul este clar vizibil. Acest tabel prezintă cei mai cunoscuți acizi din industria chimică. Tabelul vă va ajuta să vă amintiți mult mai rapid numele și formulele.
Acidul hidrosulfuric
H2S este acid hidrosulfurat. Particularitatea sa constă în faptul că este și un gaz. Hidrogenul sulfurat este foarte slab solubil în apă și, de asemenea, interacționează cu multe metale. Acidul hidrosulfuric aparține grupului de „acizi slabi”, exemple din care vom lua în considerare în acest articol.
H 2 S are un gust ușor dulceag și un miros foarte puternic de ouă putrezite. În natură, se găsește în gazele naturale sau vulcanice și se eliberează și atunci când proteinele putrezesc.
Proprietățile acizilor sunt foarte diverse, chiar dacă acidul este indispensabil în industrie, poate fi foarte nesănătos pentru sănătatea umană. Acest acid este foarte toxic pentru oameni. Când o cantitate mică de hidrogen sulfurat este inhalată, o persoană se trezește cu o durere de cap, încep greață severă și amețeli. Dacă o persoană inhalează o cantitate mare de H 2 S, atunci aceasta poate duce la convulsii, comă sau chiar moarte instantanee.
Acid sulfuric
H 2 SO 4 este un acid sulfuric puternic cu care copiii se familiarizează la lecțiile de chimie încă din clasa a VIII-a. Acizii chimici precum sulfuric sunt agenți oxidanți foarte puternici. H 2 SO 4 acţionează ca un agent oxidant asupra multor metale, precum şi asupra oxizilor bazici.
H 2 SO 4 provoacă arsuri chimice la contactul cu pielea sau îmbrăcămintea, dar nu este la fel de toxic ca hidrogenul sulfurat.
Acid azotic
Acizii tari sunt foarte importanți în lumea noastră. Exemple de astfel de acizi: HCI, H2S04, HBr, HNO3. HNO 3 este binecunoscutul acid azotic. A găsit o largă aplicație în industrie, precum și în agricultură. Este folosit pentru fabricarea diferitelor îngrășăminte, în bijuterii, în imprimarea fotografică, în producția de medicamente și coloranți, precum și în industria militară.
Acizii chimici precum acidul azotic sunt foarte nocivi pentru organism. Vaporii de HNO 3 lasă ulcere, provoacă inflamație acută și iritare a tractului respirator.
Acid azot
Acidul azot este adesea confundat cu acidul azotic, dar există o diferență între ele. Faptul este că este mult mai slab decât azotul, are proprietăți și efecte complet diferite asupra corpului uman.
HNO 2 a găsit o largă aplicație în industria chimică.
Acid hidrofloric
Acidul fluorhidric (sau acidul fluorhidric) este o soluție de H 2 O cu HF. Formula acidului este HF. Acidul fluorhidric este foarte activ utilizat în industria aluminiului. Dizolvă silicații, gravează siliciul, sticla silicată.
Fluorura de hidrogen este foarte dăunătoare pentru organismul uman, în funcție de concentrația sa poate fi un medicament ușor. Când vine în contact cu pielea, la început nu apar modificări, dar după câteva minute pot apărea o durere ascuțită și o arsură chimică. Acidul fluorhidric este foarte dăunător pentru mediu.
Acid clorhidric
HCl este acid clorhidric și este un acid puternic. Clorura de hidrogen păstrează proprietățile acizilor aparținând grupului de acizi tari. În aparență, acidul este transparent și incolor, dar fumează în aer. Clorura de hidrogen este utilizată pe scară largă în industria metalurgică și alimentară.
Acest acid provoacă arsuri chimice, dar este deosebit de periculos dacă intră în ochi.
Acid fosforic
Acidul fosforic (H 3 PO 4) este un acid slab în proprietățile sale. Dar chiar și acizii slabi pot avea proprietățile celor puternici. De exemplu, H 3 PO 4 este folosit în industrie pentru a recupera fierul din rugină. În plus, acidul fosforic (sau fosforic) este utilizat pe scară largă în agricultură - din acesta se obțin o mare varietate de îngrășăminte.
Proprietățile acizilor sunt foarte asemănătoare - aproape fiecare dintre ele este foarte dăunător pentru corpul uman, H 3 PO 4 nu face excepție. De exemplu, acest acid provoacă, de asemenea, arsuri chimice severe, sângerări nazale și carii dentare.
Acid carbonic
H2CO3 este un acid slab. Se obține prin dizolvarea CO 2 (dioxid de carbon) în H 2 O (apă). Acidul carbonic este folosit în biologie și biochimie.
Densitatea diferiților acizi
Densitatea acizilor ocupă un loc important în părțile teoretice și practice ale chimiei. Datorită cunoașterii densității, este posibil să se determine concentrația unui anumit acid, să se rezolve probleme chimice și să se adauge cantitatea corectă de acid pentru a finaliza reacția. Densitatea oricărui acid variază în funcție de concentrație. De exemplu, cu cât procentul de concentrație este mai mare, cu atât densitatea este mai mare.
Proprietățile generale ale acizilor
Absolut toți acizii sunt (adică sunt formați din mai multe elemente ale tabelului periodic), în timp ce ei includ în mod necesar H (hidrogen) în compoziția lor. În continuare, ne vom uita la care sunt comune:
- Toți acizii care conțin oxigen (în formula cărora este prezent O) formează apă în timpul descompunerii și, de asemenea, acizii anoxici se descompun în substanțe simple (de exemplu, 2HF se descompune în F 2 și H 2).
- Acizii oxidanți interacționează cu toate metalele din seria de activitate a metalelor (numai cu cele situate în stânga lui H).
- Ele interacționează cu diverse săruri, dar numai cu cele care au fost formate dintr-un acid și mai slab.
După proprietățile lor fizice, acizii diferă mult unul de celălalt. La urma urmei, ele pot avea un miros și nu-l au, precum și pot fi într-o varietate de stări agregate: lichide, gazoase și chiar solide. Acizii solizi sunt foarte interesanți pentru studiu. Exemple de astfel de acizi: C2H204 și H3BO3.
Concentraţie
Concentrația este o cantitate care determină compoziția cantitativă a oricărei soluții. De exemplu, chimiștii trebuie adesea să determine cât de mult acid sulfuric pur este în acidul H 2 SO 4 diluat. Pentru a face acest lucru, ei toarnă o cantitate mică de acid diluat într-un pahar, îl cântăresc și determină concentrația dintr-un tabel de densitate. Concentrația de acizi este strâns legată de densitate, adesea există sarcini de calcul pentru a determina concentrația, unde trebuie să determinați procentul de acid pur din soluție.
Clasificarea tuturor acizilor în funcție de numărul de atomi de H din formula lor chimică
Una dintre cele mai populare clasificări este împărțirea tuturor acizilor în acizi monobazici, dibazici și, în consecință, tribazici. Exemple de acizi monobazici: HNO 3 (nitric), HCl (clorhidric), HF (fluorhidric) și alții. Acești acizi sunt numiți monobazici, deoarece în compoziția lor este prezent un singur atom de H. Există mulți astfel de acizi, este imposibil să ne amintim absolut pe toți. Trebuie doar să rețineți că acizii sunt clasificați și după numărul de atomi de H din compoziția lor. Acizii dibazici sunt definiți în mod similar. Exemple: H2SO4 (sulfuric), H2S (hidrogen sulfurat), H2CO3 (cărbune) și altele. Tribazic: H3PO4 (fosforic).
Clasificarea de bază a acizilor
Una dintre cele mai populare clasificări ale acizilor este împărțirea lor în acizi care conțin oxigen și acizi anoxici. Cum să ne amintim, fără a cunoaște formula chimică a unei substanțe, că este un acid care conține oxigen?
Tuturor acizilor fără oxigen din compoziție le lipsește elementul important O - oxigen, dar conțin H. Prin urmare, cuvântul „hidrogen” este întotdeauna atribuit numelui lor. HCl este un H2S - hidrogen sulfurat.
Dar chiar și după numele acizilor care conțin acizi, puteți scrie o formulă. De exemplu, dacă numărul de atomi O dintr-o substanță este 4 sau 3, atunci sufixul -n- este întotdeauna adăugat la nume, precum și terminația -aya-:
- H 2 SO 4 - sulfuric (număr de atomi - 4);
- H 2 SiO 3 - siliciu (număr de atomi - 3).
Dacă substanța are mai puțin de trei atomi de oxigen sau trei, atunci sufixul -ist- este folosit în nume:
- HNO2 - azotat;
- H2SO3 - sulfuros.
Proprietăți generale
Toți acizii au gust acru și adesea ușor metalic. Dar există și alte proprietăți similare, pe care acum le vom lua în considerare.
Există substanțe care se numesc indicatori. Indicatorii își schimbă culoarea, sau culoarea rămâne, dar nuanța sa se schimbă. Acest lucru se întâmplă atunci când alte substanțe, cum ar fi acizii, acționează asupra indicatorilor.
Un exemplu de schimbare a culorii este un astfel de produs familiar pentru mulți precum ceaiul și acidul citric. Când lămâia este aruncată în ceai, ceaiul începe treptat să se lumineze vizibil. Acest lucru se datorează faptului că lămâia conține acid citric.
Există și alte exemple. Turnesolul, care într-un mediu neutru are o culoare liliac, devine roșu când se adaugă acid clorhidric.
Cu tensiuni de până la hidrogen în serie, se eliberează bule de gaz - H. Cu toate acestea, dacă un metal care se află în seria de tensiune după H este plasat într-o eprubetă cu acid, atunci nu va avea loc nicio reacție, nu va exista degajare de gaz. . Deci, cuprul, argintul, mercurul, platina și aurul nu vor reacționa cu acizii.
În acest articol, am examinat cei mai faimoși acizi chimici, precum și principalele proprietăți și diferențe ale acestora.
7. Acizi. Sare. Relația dintre clasele de substanțe anorganice
7.1. acizi
Acizii sunt electroliți, în timpul disocierii cărora se formează doar cationii de hidrogen H + ca ioni încărcați pozitiv (mai precis, ionii de hidroniu H 3 O +).
O altă definiție: acizii sunt substanțe complexe formate dintr-un atom de hidrogen și reziduuri acide (Tabelul 7.1).
Tabelul 7.1
Formule și denumiri ale unor acizi, reziduuri acide și săruri
| Formula acidă | Numele acidului | reziduu acid (anion) | Denumirea sărurilor (mediu) |
|---|---|---|---|
| HF | Fluorhidric (fluorhidric) | F- | Fluoruri |
| acid clorhidric | Clorhidric (clorhidric) | Cl- | cloruri |
| HBr | Bromhidric | Br- | Bromuri |
| SALUT | iodhidric | eu- | ioduri |
| H2S | Sulfat de hidrogen | S2− | sulfuri |
| H2SO3 | sulfuros | SO 3 2 - | Sulfiți |
| H2SO4 | sulfuric | SO 4 2 - | sulfați |
| HNO 2 | azotat | NR 2 - | Nitriți |
| HNO3 | Azot | NUMARUL 3 - | Nitrați |
| H2SiO3 | Siliciu | SiO 3 2 - | silicati |
| HPO 3 | Metafosforic | PO 3 - | Metafosfați |
| H3PO4 | ortofosforic | PO 4 3 - | Ortofosfați (fosfați) |
| H4P2O7 | Pirofosforic (două fosforic) | P 2 O 7 4 - | Pirofosfați (difosfați) |
| HMnO 4 | mangan | MnO 4 - | Permanganați |
| H2CrO4 | Crom | CrO 4 2 - | Cromații |
| H2Cr2O7 | bicrom | Cr 2 O 7 2 - | Dicromati (bicromati) |
| H2SeO4 | Selenic | SeO 4 2 − | selenate |
| H3BO3 | Bornaya | BO 3 3 - | Ortoborate |
| HClO | hipocloros | ClO- | hipocloriți |
| HCI02 | Clorură | ClO 2 - | Cloriți |
| HCI03 | Clor | ClO 3 - | clorati |
| HCI04 | Cloric | ClO 4 - | Perclorati |
| H2CO3 | Cărbune | CO 3 3 - | Carbonați |
| CH3COOH | Acetic | CH 3 COO − | Acetați |
| HCOOH | Formic | HCOO- | Formatele |
În condiţii normale, acizii pot fi solide (H3PO4, H3BO3, H2SiO3) şi lichide (HNO3, H2SO4, CH3COOH). Acești acizi pot exista atât sub formă individuală (100%) cât și sub formă de soluții diluate și concentrate. De exemplu, H2SO4, HNO3, H3PO4, CH3COOH sunt cunoscuţi atât individual, cât şi în soluţii.
O serie de acizi sunt cunoscuți numai în soluții. Acestea sunt toate hidrohalice (HCl, HBr, HI), hidrogen sulfurat H 2 S, hidrocianhidric (HCN hidrocianhidric), cărbune H 2 CO 3, acid sulfuros H 2 SO 3, care sunt soluții de gaze în apă. De exemplu, acidul clorhidric este un amestec de HCI și H 2 O, cărbunele este un amestec de CO 2 și H 2 O. Este clar că folosirea expresiei „soluție de acid clorhidric” este greșită.
Majoritatea acizilor sunt solubili în apă, acidul silicic H 2 SiO 3 este insolubil. Marea majoritate a acizilor au o structură moleculară. Exemple de formule structurale ale acizilor:
În majoritatea moleculelor de acid care conțin oxigen, toți atomii de hidrogen sunt legați de oxigen. Dar există și excepții:
Acizii sunt clasificați în funcție de un număr de caracteristici (Tabelul 7.2).
Tabelul 7.2
Clasificarea acidului
| Semn de clasificare | Tip acid | Exemple |
|---|---|---|
| Numărul de ioni de hidrogen formați în timpul disocierii complete a unei molecule de acid | Monobazic | HCI, HN03, CH3COOH |
| Dibazic | H2S04, H2S, H2C03 | |
| Tribazic | H3P04, H3As04 | |
| Prezența sau absența unui atom de oxigen în moleculă | Conțin oxigen (hidroxizi acizi, oxoacizi) | HN02, H2Si03, H2S04 |
| Anoxic | HF, H2S, HCN | |
| Gradul de disociere (putere) | Puternic (complet disociat, electroliți puternici) | HCl, HBr, HI, H2S04 (dif), HNO3, HClO3, HCl04, HMnO4, H2Cr2O7 |
| Slab (electroliți slabi, parțial disociați) | HF, HNO2, H2SO3, HCOOH, CH3COOH, H2SiO3, H2S, HCN, H3PO4, H3PO3, HClO, HClO2, H2CO3, H3BO 3, H2SO4 (conc) | |
| Proprietăți oxidante | Agenți oxidanți datorați ionilor H + (acizi condiționat neoxidanți) | HCl, HBr, HI, HF, H2S04 (difer), H3PO4, CH3COOH |
| Agenți oxidanți datorați anionului (acizi oxidanți) | HNO3, HMnO4, H2SO4 (conc), H2Cr2O7 | |
| Agenți reducători de anioni | HCl, HBr, HI, H2S (dar nu HF) | |
| Stabilitate termică | Există doar în soluții | H2C03, H2S03, HCIO, HCI02 |
| Se descompune ușor atunci când este încălzit | H2S03, HN03, H2Si03 | |
| Stabil termic | H2S04 (conc), H3PO4 |
Toate proprietățile chimice generale ale acizilor se datorează prezenței în soluțiile lor apoase a unui exces de cationi de hidrogen H + (H 3 O +).
1. Din cauza unui exces de ioni H +, soluțiile apoase de acizi schimbă culoarea turnesolului violet și metil portocaliu în roșu (fenolftaleina nu își schimbă culoarea, rămâne incoloră). Într-o soluție apoasă de acid carbonic slab, turnesolul nu este roșu, ci roz; o soluție peste un precipitat de acid silicic foarte slab nu schimbă deloc culoarea indicatorilor.
2. Acizii interacționează cu oxizi bazici, baze și hidroxizi amfoteri, hidrat de amoniac (vezi cap. 6).
Exemplul 7.1. Pentru a efectua transformarea BaO → BaSO 4 se pot folosi: a) SO 2; b) H2S04; c) Na2S04; d) SO3.
Decizie. Transformarea poate fi efectuată folosind H2SO4:
BaO + H 2 SO 4 \u003d BaSO 4 ↓ + H 2 O
BaO + SO 3 = BaSO 4
Na 2 SO 4 nu reacționează cu BaO, iar în reacția BaO cu SO 2 se formează sulfit de bariu:
BaO + SO2 = BaSO3
Răspuns: 3).
3. Acizii reacţionează cu amoniacul şi cu soluţiile sale apoase pentru a forma săruri de amoniu:
HCl + NH 3 \u003d NH 4 Cl - clorură de amoniu;
H2S04 + 2NH3 = (NH4)2S04 - sulfat de amoniu.
4. Acizii neoxidanți cu formarea unei sări și eliberarea hidrogenului reacţionează cu metalele situate în rândul de activitate la hidrogen:
H2S04 (diferență) + Fe = FeS04 + H2
2HCl + Zn \u003d ZnCl 2 \u003d H 2
Interacțiunea acizilor oxidanți (HNO 3 , H 2 SO 4 (conc)) cu metalele este foarte specifică și este luată în considerare în studiul chimiei elementelor și compușilor acestora.
5. Acizii interacționează cu sărurile. Reacția are o serie de caracteristici:
a) în cele mai multe cazuri, când un acid mai puternic reacționează cu o sare a unui acid mai slab, se formează o sare a unui acid slab și un acid slab sau, după cum se spune, un acid mai puternic îl înlocuiește pe unul mai slab. Seria de scădere a puterii acizilor arată astfel:
Exemple de reacții în curs:
2HCl + Na 2 CO 3 \u003d 2NaCl + H 2 O + CO 2
H 2 CO 3 + Na 2 SiO 3 = Na 2 CO 3 + H 2 SiO 3 ↓
2CH 3 COOH + K 2 CO 3 \u003d 2CH 3 COOH + H 2 O + CO 2
3H 2 SO 4 + 2K 3 PO 4 = 3K 2 SO 4 + 2H 3 PO 4
Nu interacționați unul cu celălalt, de exemplu, KCl și H 2 SO 4 (dif), NaNO 3 și H 2 SO 4 (dif), K 2 SO 4 și HCl (HNO 3, HBr, HI), K 3 PO 4 şi H2C03, CH3 COOK şi H2C03;
b) în unele cazuri, un acid mai slab îl înlocuiește pe unul mai puternic din sare:
CuSO 4 + H 2 S \u003d CuS ↓ + H 2 SO 4
3AgNO3 (razb) + H3PO4 = Ag3PO4↓ + 3HNO3.
Astfel de reacții sunt posibile atunci când precipitatele sărurilor rezultate nu se dizolvă în acizii tari diluați rezultați (H2S04 și HNO3);
c) în cazul formării de precipitate insolubile în acizi tari, este posibilă o reacție între un acid tare și o sare formată dintr-un alt acid tare:
BaCl 2 + H 2 SO 4 \u003d BaSO 4 ↓ + 2HCl
Ba(NO 3) 2 + H 2 SO 4 = BaSO 4 ↓ + 2HNO 3
AgNO3 + HCl = AgCl↓ + HNO3
Exemplul 7.2. Indicaţi seria în care sunt date formulele substanţelor care reacţionează cu H 2 SO 4 (dif).
1) Zn, Al203, KCI (p-p); 3) NaN03 (p-p), Na2S, NaF 2) Cu (OH)2, K2C03, Ag; 4) Na2S03, Mg, Zn (OH)2.
Decizie. Toate substanțele din seria 4 interacționează cu H 2 SO 4 (razb):
Na 2 SO 3 + H 2 SO 4 \u003d Na 2 SO 4 + H 2 O + SO 2
Mg + H2SO4 \u003d MgSO4 + H2
Zn(OH)2 + H2S04 = ZnS04 + 2H2O
În rândul 1) reacția cu KCl (p-p) nu este fezabilă, în rândul 2) - cu Ag, în rândul 3) - cu NaNO 3 (p-p).
Răspuns: 4).
6. Acidul sulfuric concentrat se comportă foarte specific în reacțiile cu sărurile. Este un acid nevolatil și stabil termic, prin urmare înlocuiește toți acizii puternici din sărurile solide (!), deoarece acestea sunt mai volatile decât H 2 SO 4 (conc):
KCI (tv) + H2S04 (conc) KHS04 + HCI
2KCl (tv) + H 2 SO 4 (conc) K 2 SO 4 + 2HCl
Sărurile formate din acizi tari (HBr, HI, HCl, HNO 3, HClO 4) reacţionează numai cu acid sulfuric concentrat şi numai în stare solidă
Exemplul 7.3. Acidul sulfuric concentrat, spre deosebire de acidul sulfuric diluat, reacţionează:
3) KNO 3 (TV);
Decizie. Ambii acizi reacţionează cu KF, Na 2 CO 3 şi Na 3 PO 4 şi numai H 2 SO 4 (conc) reacţionează cu KNO 3 (tv).
Răspuns: 3).
Metodele de obținere a acizilor sunt foarte diverse.
Acizii anoxici a primi:
- prin dizolvarea gazelor corespunzătoare în apă:
HCI (g) + H2O (l) → HCI (p-p)
H2S (g) + H2O (g) → H2S (soluție)
- din săruri prin deplasare cu acizi mai puternici sau mai puțin volatili:
FeS + 2HCl \u003d FeCl 2 + H 2S
KCl (tv) + H 2 SO 4 (conc) = KHSO 4 + HCl
Na2SO3 + H2SO4Na2SO4 + H2SO3
acizi oxigenați a primi:
- prin dizolvarea oxizilor acizi corespunzători în apă, în timp ce starea de oxidare a elementului care formează acid din oxid și acid rămâne aceeași (NO 2 este o excepție):
N 2 O 5 + H 2 O \u003d 2HNO 3
SO 3 + H 2 O \u003d H 2 SO 4
P2O5 + 3H2O2H3PO4
- oxidarea nemetalelor cu acizi oxidanți:
S + 6HNO3 (conc) = H2SO4 + 6NO2 + 2H2O
- prin deplasarea unui acid puternic dintr-o sare a altui acid puternic (dacă se formează un precipitat care este insolubil în acizii rezultați):
Ba (NO 3) 2 + H 2 SO 4 (razb) \u003d BaSO 4 ↓ + 2HNO 3
AgNO3 + HCl = AgCl↓ + HNO3
- deplasarea unui acid volatil din sărurile sale cu un acid mai puțin volatil.
În acest scop, cel mai des se utilizează acid sulfuric concentrat, nevolatil, stabil termic:
NaNO 3 (tv) + H 2 SO 4 (conc) NaHSO 4 + HNO 3
KClO 4 (tv) + H 2 SO 4 (conc) KHSO 4 + HClO 4
- prin înlocuirea unui acid mai slab din sărurile sale cu un acid mai puternic:
Ca 3 (PO 4 ) 2 + 3H 2 SO 4 = 3CaSO 4 ↓ + 2H 3 PO 4
NaNO2 + HCI = NaCl + HNO2
K 2 SiO 3 + 2HBr = 2KBr + H 2 SiO 3 ↓
