1.3. Кислоты

Кислоты – это сложные вещества, молекулы которых состоят из атомов водорода, способных замещаться или обмениваться на металл. В водных растворах кислоты диссоциируют на ионы водорода и кислотный остаток:

HCl = H⁺ + Cl ^–.

Номенклатура кислот

Название безкислородных кислот происходит от русского названия элемента (или группы элементов, например CN - циан, CNS - родан), образующего кислоту с добавлением суффикса “о” и окончания “водородная”.

Например: H₂S - сероводородная кислота,

HCN - циановодородная кислота.

Названия кислородосодержащих кислот зависят от степени окисления кислотообразующего элемента.

Если кислотообразующий элемент находится в высшей степени окисления (она равна номеру группы, в которой находится элемент в Периодической системе), то к его русскому названию добавляют окончание “ная” или “овая”.

Например: HNO₃ - азотная кислота (у азота в этой кислоте степень окисления +5 – высшая),

HClO₄ - хлорная кислота,

H₂CrO₄ - хромовая кислота.

Если элемент образует кислоты только в двух степенях окисления, то для названия кислоты, соответствующей меньшей степени окисления элемента, используется окончание “истая”.

Например: HNO₂ - азотистая кислота,

H₂SO₃ - сернистая кислота,

H₃CrO₃ - хромистая кислота.

Некоторые кислотообразующие элементы, находясь в одном и том же валентном состоянии, образуют несколько кислот. Если они отличаются числом атомов этого элемента - в этом случае к названию кислоты прибавляется префикс из русского числительного, показывающего число этих атомов.

Например: H₂B₄O₇ - четырехборная кислота,

H₂S₃O₁₀ - трехсерная кислота,

H₂Cr₂O₇ - двухромовая кислота.

Если они отличаются числом атомов водорода и кислорода, в этом случае к названию той кислоты, которая содержит большее число атомов водорода добавляют приставку орто-, а к названию кислоты, содержащей меньшее число атомов водорода – приставку мета-.

Например: H₃PO₄ - ортофосфорная кислота,

HPO₃ - метафосфорная кислота.

Если элемент образует более двух кислородосодержащих кислот, то для их названия употребляют суффиксы -оват-, -ист- (средняя степень окисления кислотообразующего элемента), -оватист- (низшая степень окисления). +7

Например: HClO₄ - хлорная кислота,

+5

HClO₃ – хлорноватая кислота,

+3

HClO₂– хлористая кислота,

+1

HClO- хлорноватистая кислота.

Химические свойства

Характерным свойством кислот является их способность взаимодействовать с основаниями, основными и амфотерными оксидами с образованием соли и воды.

Например: 2HCl + Cu(OH)₂ = CuCl₂ + H₂O;

2HNO₃ +CaO = Ca(NO₃)₂ + H₂O;

H₂SO₄ + ZnO = ZnSO₄ + H₂O

Классификация кислот

Кислоты классифицируются по составу, основности и силе.

По химическому составу различают кислоты кислородсодержащие (HNO₃, H₂SO₄, H₃PO₄) и бескислородные (HCl, H₂S).

Основность кислоты определяет количество атомов водорода в молекуле, способных замещаться на металл с образованием соли. Различают одноосновные (HCl, HNO₃), двухосновные (H₂SO₄, H₂S) и трехосновные (H₃AsO₄,H₃PO₄) и т.д. кислоты.

Многоосновные кислоты диссоциируют ступенчато:

H₃PO₄ ↔ H⁺+H₂PO₄ ^–;

H₂PO₄ ^– ↔ H⁺+HPO₄ ^2–;

HPO₄^{2 –}↔ H⁺+PO₄^{3 –}.

Ступенчатая диссоциация многоосновных кислот объясняет образование кислых солей.

Сила кислот зависит от степени диссоциации в водном растворе, т.е. от концентрации ионов водорода.

К сильным кислотам относятся:

HJ, HBr, HCl, HNO_3, HClO_4, H₂SO_4, HMnO_4, HClO_3.

Слабыми кислотами являются:

H₂CO_3, H₂SO_3, CH₃COOH, H₂S, HCN, HNO_2, H₂SiO_3, HClO и другие.

Способы получения кислот

Кислоты получают:

• взаимодействием ангидридов кислот с водой:

SO₃ + H₂O = H₂SO₄;

• взаимодействием солей с кислотами:

2NaCl + H₂SO₄ = 2HCl + Na₂SO₄;

Na₂S + H₂SO₄ = H₂S + Na₂SO₄;

• окислением некоторых простых веществ – при действии сильных окислителей на некоторые неметаллы получаются кислоты:

J₂ +5Cl₂ + 6H₂O = 2HJO₃ + 10HCl.

• взаимодействием неметаллов с водородом (при этом получают безкислородные соединения, водные растворы которых являются кислотами).

H₂ + Cl₂ = 2HCl.