14 подписчиков

Кислоты в неорганической химии

187 прочитали

Кислоты в неорганической химии занимают огромное место, и на ЕГЭ на их долю приходится очень много. Про них спрашивают как в заданиях первой части (с 6 по 10 номера), так и в заданиях второй части (могут встречаться во всех). Поэтому необходимо уметь классифицировать кислоты, знать способы получения и химические свойства, а также особенности некоторых их них.

Кислоты –  сложные вещества, которые при взаимодействии с водой образуют в качестве катионов только ионы Н+ (или Н3 О+ ).

Кислоты в неорганической химии занимают огромное место, и на ЕГЭ на их долю приходится очень много.

Классификация кислот

Прежде чем приступить к изучению свойств кислот, необходимо разобраться в классификации кислот.

Кислоты в неорганической химии занимают огромное место, и на ЕГЭ на их долю приходится очень много.-2

Названия кислот

Кислоты в неорганической химии занимают огромное место, и на ЕГЭ на их долю приходится очень много.-3
Кислоты в неорганической химии занимают огромное место, и на ЕГЭ на их долю приходится очень много.-4

Получение кислот

1. Взаимодействие кислотных оксидов с водой. При этом с водой реагируют при обычных условиях только те оксиды, которым соответствует кислородсодержащая растворимая кислота.

кислотный оксид + вода = кислота

Например , оксид серы (VI) реагирует с водой с образованием серной кислоты :

SO3 +  H2 O  →  H2 SO4

ВАЖНО помнить, что оксид кремния (IV)  с водой не реагирует :

SiO2 +  H2 O ≠

2. Взаимодействие неметаллов с водородом. Таким образом получают только бескислородные кислоты.

Неметалл + водород = бескислородная кислота

Например , хлор реагирует с водородом :

H2 0 + Cl2 0 → 2H+ Cl—

3. Электролиз растворов солей. Как правило, для получения кислот электролизу подвергают растворы солей, образованных кислотным остатком кислородсодержащих  кислот.

Например , электролиз раствора сульфата меди (II):

2CuSO4 + 2H2 O  →  2Cu + 2H2 SO4 +  O2

4. Кислоты образуются при взаимодействии других кислот с солями. При этом более сильная кислота вытесняет менее сильную .

Например:  карбонат кальция CaCO3 (нерастворимая соль угольной кислоты) может реагировать с более сильной серной кислотой.

CaCO3 + H2 SO4 →  CaSO4 + H2 O + CO2

5. Кислоты можно получить окислением оксидов, других кислот и неметаллов в водном растворе кислородом или другими окислителями.

Например , концентрированная азотная кислота окисляет фосфор до фосфорной кислоты:

P  + 5HNO3  →  H3 PO4 + 5NO2 + H2 O

Химические свойства кислот

1. В водных растворах кислоты диссоциируют на катионы водорода Н+ и анионы кислотных остатков. При этом сильные кислоты диссоциируют почти полностью, а слабые кислоты диссоциируют частично.

Например , соляная кислота диссоциирует почти полностью:

HCl  →  H+  +  Cl–

Если говорить точнее, происходит протолиз воды, и в растворе образуются ионы гидроксония:

HCl  + H2 O  →  H3 O+  +  Cl–

Многоосновные кислоты диссоциируют cтупенчато.

Например , сернистая кислота диссоциирует в две ступени:

H2 SO3 ↔ H+ + HSO3–
HSO3 – ↔ H+ + SO3 2–

2. Кислоты изменяют окраску индикатора. Водный раствор кислот окрашивает лакмус в красный цвет, метилоранж в красный цвет. Фенолфталеин не изменяет окраску в присутствии кислот.

Кислоты в неорганической химии занимают огромное место, и на ЕГЭ на их долю приходится очень много.-5

3. Кислоты реагируют с основаниями и основными оксидами с образованием воды, так как происходит реакция нейтрализации.

С нерастворимыми основаниями и соответствующими им оксидами взаимодействуют только растворимые кислоты.

нерастворимое основание + растворимая кислота = соль + вода
основный оксид + растворимая кислота = соль + вода

Например , гидроксид меди (II) взаимодействует с растворимой бромоводородной кислотой:

Cu(OH)2 + 2HBr  →  CuBr2 + 2H2 O

При этом гидроксид меди (II) не взаимодействует с нерастворимой кремниевой кислотой.

Cu(OH)2 + H2 SiO3 ≠

С сильными основаниями (щелочами) и соответствующими им оксидами реагируют любые кислотами.

Кислоты в неорганической химии занимают огромное место, и на ЕГЭ на их долю приходится очень много.-6

Щёлочи взаимодействуют с любыми кислотами — и сильными, и слабыми (реакция нейтрализации). При этом образуются средняя соль и вода. Возможно и образование кислой соли , если кислота многоосновная, при определенном соотношении реагентов, либо в избытке кислоты . В избытке щёлочи образуется средняя соль и вода:

щёлочь(избыток) + кислота = средняя соль + вода
щёлочь + многоосновная кислота(избыток) = кислая соль + вода

Например , гидроксид натрия при взаимодействии с трёхосновной фосфорной кислотой может образовывать 3 типа солей: дигидрофосфаты, фосфаты или гидрофосфаты .

При этом дигидрофосфаты образуются в избытке кислоты, либо при  мольном соотношении (соотношении количеств веществ) реагентов 1:1.

NaOH  +  H3 PO4  →   NaH2 PO4 + H2 O

При мольном соотношении количества щелочи и кислоты 1:2 образуются гидрофосфаты:

2NaOH  +  H3 PO4  →  Na2 HPO4 + 2H2 O

В избытке щелочи, либо при мольном соотношении количества щелочи и кислоты 3:1 образуется фосфат щелочного металла.

3NaOH  +  H3 PO4 →  Na3 PO4 + 3H2 O

Кислоты в неорганической химии занимают огромное место, и на ЕГЭ на их долю приходится очень много.-7

4. Растворимые кислоты взаимодействуют с амфотерными оксидами и гидроксидами.

Растворимая кислота + амфотерный оксид  = соль + вода
Растворимая кислота + амфотерный гидроксид  = соль + вода

Например , уксусная кислота взаимодействует с гидроксидом алюминия:

3CH3 COOH + Al(OH)3  →  (CH3 COO)3 Al + 3H2 O

Кислоты в неорганической химии занимают огромное место, и на ЕГЭ на их долю приходится очень много.-8

5. Некоторые кислоты являются сильными восстановителями . Восстановителями являются кислоты, образованные неметаллами в минимальной или промежуточной степени окисления , которые могут повысить свою степень окисления (йодоводород HI, сернистая кислота H2 SO3 и т.д.).

Например , йодоводород можно окислить хлоридом меди (II):

4HI—  + 2Cu+2  Cl2 → 4HCl  +  2Cu+ I + I2 0

6. Кислоты взаимодействуют с солями.

Кислоты реагируют с растворимыми солями только при условии, что в продуктах реакции присутствует газ, вода, осадок или другой слабый электролит . Такие реакции протекают по механизму ионного обмена .

Кислота1 + растворимая соль1 = соль2 + кислота2 /оксид + вода
Ag + NO 3 — + H + Cl — → Ag + Cl — ↓ + H + NO 3 —
Кислоты в неорганической химии занимают огромное место, и на ЕГЭ на их долю приходится очень много.-9

Кислоты реагируют и с нерастворимыми солями. При  этом более сильные кислоты  вытесняют менее сильные кислоты из солей .

Например ,  карбонат кальция (соль угольной кислоты), реагирует с соляной кислотой (более сильной, чем угольная):

CaCO3 + 2HCl → CaCl2 + H2 O  + CO2

5. Кислоты взаимодействуют с кислыми и основными солями. При этом более сильные кислоты вытесняют менее сильные из кислых солей . Либо кислые соли реагируют с кислотами с образованием более кислых солей.

кислая соль1 + кислота1 = средняя соль2 + кислота2 /оксид + вода

Например , гидрокарбонат калия реагирует с соляной кислотой с образованием хлорида калия, углекислого газа и воды:

KHCO3 + HCl →  KCl  +  CO2 + H2 O

Ещё пример : гидрофосфат калия взаимодействует с фосфорной кислотой с образованием дигидрофосфата калия:

H3 PO4 +  K2 HPO4  →  2KH2 PO4

При взаимодействии основных солей с кислотами образуются средние соли. Более сильные кислоты также вытесняют менее сильные из солей.

Например , гидроксокарбонат меди (II) растворяется в серной кислоте:

2H2 SO4 +  (CuOH)2 CO3  →  2CuSO4 + 3H2 O  +  CO2

Основные соли могут взаимодействовать с собственными кислотами. При этом вытеснения кислоты из соли не происходит, а просто образуются более средние соли.

Например , гидроксохлорид алюминия взаимодействует с соляной кислотой:

Al(OH) Cl2 +  HCl  →  AlCl3 + H2 O

6. Кислоты взаимодействуют с металлами.

При этом протекает окислительно-восстановительная реакция. Однако минеральные кислоты и кислоты-окислители взаимодействуют по-разному.

К минеральным кислотам относятся соляная кислота HCl, разбавленная серная кислота H2 SO4 , фосфорная кислота H3 PO4 , плавиковая кислота HF, бромоводородная HBr и йодоводородная кислоты HI.

Такие кислоты взаимодействуют только с металлами, расположенными в ряду активности до водорода :

Кислоты в неорганической химии занимают огромное место, и на ЕГЭ на их долю приходится очень много.-10

При взаимодействии минеральных кислот с металлами образуются соль и водород :

минеральная кислота + металл = соль + H2 ↑

Например , железо взаимодействует с соляной кислотой с образованием хлорида железа (II):

Fe + 2H+ Cl  →  Fe+2 Cl2 + H2 0

Сероводородная кислота H2 S, угольная H2 CO3 , сернистая H2 SO3 и кремниевая H2 SiO3 с металлами не взаимодействуют .

Необходимо обратить внимание на то, что не все кислоты при взаимодействии с металлами выделяют водород. Так, кислоты-окислители (азотная кислота HNO3 любой концентрации и серная концентрированная кислота H2 SO4(конц) ) при взаимодействии с металлами водород не образуют , т.к. окислителем выступает не водород, а азот или сера. Продукты восстановления азотной или серной кислот бывают различными.

7. Некоторые кислоты разлагаются при нагревании.

Угольная H2 CO3 , сернистая H2 SO3 и азотистая HNO2 кислоты разлагаются самопроизвольно, без нагревания:

H2 CO3  →   H2 O + CO2
H2 SO3  →   H2 O + SO2
2HNO2  →  NO + H2 O + NO2

Кремниевая H2 SiO3 , йодоводородная HI кислоты разлагаются при нагревании:

H2 SiO3  →   H2 O + SiO2
2HI  →   H2 +  I2

Азотная кислота HNO3 разлагается при нагревании или на свету:

4HNO3  →  O2 + 2H2 O + 4NO2

Кислоты в неорганической химии занимают огромное место, и на ЕГЭ на их долю приходится очень много.-11

Надеюсь, эта информация была для вас полезной)