Студопедия — Кислоты
Студопедия Главная Случайная страница Обратная связь

Разделы: Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Кислоты

Кислотами называют соединения, которые содержат ионы водорода, способные замещаться на катионы. Кроме ионов водорода, в их состав входит кислотный остаток, который в кислотно-основных реакциях попадает в состав солей. По числу подвижных ионов водорода кислоты делятся на одно-, двух-, трёх-... полиосновные. Учтите, что деление кислот на кислородсодержащие и бескислородные не совсем удачно, хотя и допустимо. Как и основания ряд кислот хорошо растворимы в воде (HCl, HNO3, H2SO4, НClO4 и т.д.), а ряд - плохо (Н4SiO4,H2SiO3, H2WO4 и т. д.). По способности диссоциировать в водных растворах на ионы водорода и кислотного остатка кислоты подразделяются на слабые и сильные. В сильных кислотах связь водорода с кислотным остатком преимущественно ионная, а в слабых - ковалентная. Запомните, что к слабым бескислородным кислотам относятся HF, H2S, HCN, а к сильным: НВг, HCl, HI, HSCN. В случае кислородсодержащих кислот, имеющих общую формулу (OН)nЭOm, к сильным относятся те, у которых m>n (HNO3, HClO3, НСlO4), кслабым те, у которых m<n(HClO, H3PO4, H2CO3). Если m = n, то одноосновные кислоты слабые (НСlO2, HNO2), а двухосновные сильные (Н2SO4, H2CrO4). При определении основности кислоты будьте внимательны - ни в коем случае не устанавливайте её по общему количеству ионов водорода. Так, фосфористая кислота (Н3РО3) - двухосновна, фосфорноватистая (Н3РО2) - одноосновна, уксусная (Н4С2О2)- одноосновна и т.д. Отдельную группу кислот составляют изо- и гетерополикислоты - полимерные кислоты, анионы которых построены из полиэдров (чаще всего тетраэдров или октаэдров), связанных друг с другом вершинами, рёбрами и реже-гранями. Если полиэдры одного сорта, то образуются изополикислоты (Н2S2O7, H3P3O10, H3V3O9), если разного – то гетерополикислоты (Н4SiW3O13, H3PW12O40). Кроме того, заметьте, что замещение одного или нескольких кислородов в монокислоте сульфид-ионами или пероксид-ионами приводит к образованию тио- (H2S2О3 - тиосерная кислота) и пероксокислот (Н2SO5 - пероксомоносерная кислота).

Названия кислот образуются от русских названий кислотообразующего элемента с суффиксом, характеризующим его степень окисления, окончания -ая и слова кислота. По мере понижения степени окисления используют суффиксы: -н; -ев; -ов; -оват; -новат; -ист; -новатист. Если известно несколько кислот без изменения степени окисления кислотообразующего элемента, то кислота с максимальным содержанием протонов относится к орто-, а с минимальным - к метакислотам. При этом учтите, что метакислоты - полимерные. В международной номенклатуре название образуется из латинского названия кислотообразующего элемента, суффиксов -ат (высшая степень окисления), -ит (низшая), окончания -ная и слова кислота. Если элемент проявляет более двух степеней окисления, то добавляются приставки гипо- (низшая) и пер- (высшая). Бескислородные кислоты имеют суффикс -ид. Рассмотрим названия некоторых кислот: HCl - соляная или хлоридная кислота; HNO3 - азотная или нитратная кислота; НNO2 - азотистая или нитритная кислота; НClO4 - хлорная или перхлоратная кислота; HClO3 - хлорноватая или хлоратная кислота; НСlО2 - хлористая или хлоритная кислота; HClO - хлорноватистая или гипохлоритная кислота; H3РО4 - ортофосфорная или ортофосфатная кислота; H3P3O9 (НРО3) - метафосфорная или триметафосфатная кислота; H4P2O7- пирофосфорная или диполифосфатная кислота.

Обратите внимание на генетическую связь кислот и кислотных оксидов, которые в этом случае называют ангидридами кислот. Это связано с тем, что кислоту в этом случае можно рассматривать как продукт взаимодействия оксида с водой. Учтите, что не всякомукислотному оксиду соответствует кислота и не всякая кислота имеет ангидрид. Так, оксиду МnО3 соответствует гипотетическая кислота, H2MnO4 хотя ее соли манганаты хорошо известны, а кислоте Н3РO2 соответствует гипотетический ангидрид Р2О.

Запомните способы получений кислот:

1. Взаимодействие кислотных оксидов с водой:

SO3 + Н2O = Н2SO4

2NO2 + Н2O = НNO3 + HNO2

2СгO3 + H2О = Н2Сг2О7.

Учтите, что ряд кислотных оксидов непосредственно с водой не взаимодействуют (SiO2, V2O5, WO3,, и т.д.).

2. Взаимодействие между солями и кислотами:

FеS + 2НCl = FеCl2 + Н2S

К2НPO4 + K24 + H3PO4

ЗCa(NO3)2 + 2Н3РO = Ca3(PO4)2↓ + 6HNO3

PtCl4 + 2НCl = H2[PtCl6]

В этом случае среди продуктов реакции должен быть осадок или слабый электролит.

3. Соединение неметаллов с водородом и растворение образовавшегося продукта в воде:

Н2 + С12 = НС1

Н2 + S = Н2S.

4.Взаимодействие активных неметаллов с водой:

С12 + Н2O ↔ НC1 + НСlО

2F2 + 2Н2O = 4НF + O2,

5.Окисление металлов и неметаллов кислотами:

3J2 + 10HNO3 = 6HJO3 + 10NO + 2H2O;

Au + 4HC1 + НNO3 = Н[AuС14] + NO +2H2O;

Sb + 5HNO3(к) →HSbO3 + 5NO2 +2H2O.

6. Гидролиз кислотных галогенидов:

PC15 + 4H2О = 5HC1 + H3PO4

2AsJ3 + 3H2O = 6HJ + As2O3

7. Частичное отщепление воды от кислот:

3H3PO4 = H3P3O9 + 3H2O

2H3VO4 = H4V2O7 + H2O

8. Взаимодействие кислотных оксидов с их кислотами:

Н2СгO4 + СгO3 = Н2Сг2O7

3PO4 + 4Р2O5 = ЗН4P4О12

Учтите, что при рассмотрении химических свойств кислот следует учитывать их диссоциацию в водном растворе с образованием катионов водорода и анионов кислотного остатка:

1. Взаимодействие кислот с основаниями и амфотерними гидроксидами:

Ва(OН)2 + Н2SO4 = ВаSO4↓ + 2H2O

Ва(ОН)2 +2Н2SO4 = Ва(НSО4)2 + 2H2O

2Ва(OН)2 + H2SO4 = (BaOH)2SO4↓ + Н2O

Zn(OH)2 +2НCl = ZnCl2 + 2Н2O

2. Взаимодействие с основными и амфотерними оксидами:

MgO + Н2SO4 = MgSO4 + Н2O

ZnO + 2НNO3 = Zn(NO3)2 + Н2O

CaO + Н3РO4 = CaHPO4↓ + H2O

3. Взаимодействие с металлами и неметаллами:

Мg + 2HC1 = MgC12 + Н2

Рb + ЗНС1 = Н[РbС13]+ H2

2Ag + 2H2SO4 = Ag2SO4↓ + SO2 + 2H2O

3Р +5HMO3 +2H2O = 3H3PO4 + 5NO

3Si + 4HNO3 + 18HF = 3H2[SiF6] +4NO + 8H2O

4. Взаимодействие с солями:

Al(OН)2С1 + 2HCl = A1C13 +2H2O

Na3PO4 + НNO3 = Nа2НРO4+NаНO3

Na3PO4 + 2HNO3 = NаН2РO4 + 2NaNO3

3РO4 + 3НNO3 = Н3РO4 + 3NaNO3

BaCl2+H2SO4 = BaSO4↓ + 2HCl

Na2CO3 + 2HCl = 2NaC1 + Н2O + CO2

Имейте в виду,что для протекания обменных реакций должно выполняться хотя бы одно из трех условий: образование осадка, газа или слабого электролита.

5. Разложение кислот:

4НNO3 = 2Н2O + 4NO2 + O2

Н2СO3 = Н2O + СO2

ЗН3РO4 = Н3P3О9 + ЗН2O

2H3P3O9 = 3H2O + 3P2O5

2HClO2 = HClO3 + HClO

6. Взаимодействие с кислотами (малохарактерно):

ЗНС1 + НNO3 = NOC1 + Cl2 + 2Н2O

7. Взаимодействие с кислотными оксидами (малохарактерно):

6НС1O4 + ЗР2O5 = 2Н3Р3O9 + ЗС12O7

Кислотные осадки (дожди, туманы, снег) - это осадки, кислотность которых выше нормальной. Мерой кислотности является значение pH (водородный показатель). Шкала значения pH идет от 02 (крайне высокая кислотность), через 7 (нейтральная Среда) до 14 (щелочная среда), причем нейтральная точка (чистая вода) имеет pH=7. Дождевая вода в чистом воздухе имеет pH=5,6. Чем ниже значение pH, тем выше кислотность. Если кислотность воды ниже 5,5, то осадки считаются кислотными. На обширных территориях промышленно развитых стран мира выпадают осадки, кислотность которых превышает нормальную от 10 - 1000 раз (рН= 5-2,5).

Химический анализ кислотных осадков показывает присутствие серной (H2SO4) и азотной (HNO3) кислот. Наличие серы и азота в этих формулах показывает, что проблема связана с выбросом данных элементов в атмосферу. При сжигании топлива в воздух попадает диоксид серы, также происходит реакция атмосферного азота с атмосферным кислородом и образуются оксиды азота.

Эти газообразные продукты (диоксид серы и оксид азота) реагируют с атмосферной водой с образованием кислот (азотной и серной). Процесс возникновения кислотных дождей в атмосфере можно увидеть на следующей схеме:

В водных экосистемах кислотные осадки вызывают гибель рыб и других водных обитателей. Подкисление воды рек и озер серьезно влияет и на сухопутных животных, так как многие звери и птицы входят в состав пищевых цепей, начинающихся в водных экосистемах.

Вместе с гибелью озер становится очевидной и деградация лесов. Кислоты нарушают защитный восковой покров листьев, делая растения более уязвимыми для насекомых, грибов и других патогенных микроорганизмов. Во время засухи через поврежденные листья испаряется больше влаги.

Выщелачивание биогенов из почвы и высвобождение токсичных элементов способствует замедлению роста и гибели деревьев. Можно предположить, что происходит и с дикими видами животных, когда погибают леса.

Если разрушается лесная экосистема, то начинается эрозия почвы, засорение водоемов, наводнение и ухудшение запасов воды становятся катастрофическими.

В результате закисления в почве происходит растворение питательных веществ, жизненно необходимых растениям; эти вещества выносятся дождями в грунтовые воды. Одновременно выщелачиваются из почвы и тяжелые металлы, которые затем усваиваются растениями, вызывая у них серьезные повреждения. Используя такие растения в пищу, человек также получает вместе с ними повышенную дозу тяжелых металлов.

Когда деградирует почвенная фауна, снижаются урожаи, ухудшается качество сельскохозяйственной продукции, а это, как мы знаем, влечет за собой ухудшение здоровья населения.

Под действием кислот из горных пород и минералов высвобождается алюминий, а также ртуть и свинец, которые затем попадают в поверхностные и грунтовые воды. Алюминий способен вызывать болезнь Альцгеймера, разновидность преждевременного старения. Тяжелые металлы, находящиеся в природных водах, отрицательно влияют на почки, печень, центральную нервную систему, вызывая различные онкологические заболевания. Генетические последствия отравления тяжелыми металлами могут проявиться через 20 лет и более не только у тех, кто употребляет грязную воду, но и у их потомков.

Кислотные дожди разъедают металлы, краски, синтетические соединения, разрушают архитектурные памятники.

Наиболее характерны кислотные дожди для индустриальных стран с высокоразвитой энергетикой. За год теплоэлектростанции России выбрасывают в атмосферу около 18 миллионов тонн сернистого ангидрида, а помимо этого, благодаря западному переносу воздуха, приходят сернистые соединения с Украины и Западной Европы.

Для борьбы с кислотными дождями необходимо направить усилия на сокращения выбросов кислотообразующих веществ угольными электростанциями. А для этого необходимо:

· использование низкосернистого угля или его очистка от серы

· установка фильтров для очистки газообразных продуктов

· применение альтернативных источников энергии

 




<== предыдущая лекция | следующая лекция ==>
Классификация солей | Бензойная бензойная уксусная

Дата добавления: 2015-08-12; просмотров: 914. Нарушение авторских прав; Мы поможем в написании вашей работы!



Функция спроса населения на данный товар Функция спроса населения на данный товар: Qd=7-Р. Функция предложения: Qs= -5+2Р,где...

Аальтернативная стоимость. Кривая производственных возможностей В экономике Буридании есть 100 ед. труда с производительностью 4 м ткани или 2 кг мяса...

Вычисление основной дактилоскопической формулы Вычислением основной дактоформулы обычно занимается следователь. Для этого все десять пальцев разбиваются на пять пар...

Расчетные и графические задания Равновесный объем - это объем, определяемый равенством спроса и предложения...

Йодометрия. Характеристика метода Метод йодометрии основан на ОВ-реакциях, связанных с превращением I2 в ионы I- и обратно...

Броматометрия и бромометрия Броматометрический метод основан на окислении вос­становителей броматом калия в кислой среде...

Метод Фольгарда (роданометрия или тиоцианатометрия) Метод Фольгарда основан на применении в качестве осадителя титрованного раствора, содержащего роданид-ионы SCN...

Измерение следующих дефектов: ползун, выщербина, неравномерный прокат, равномерный прокат, кольцевая выработка, откол обода колеса, тонкий гребень, протёртость средней части оси Величину проката определяют с помощью вертикального движка 2 сухаря 3 шаблона 1 по кругу катания...

Неисправности автосцепки, с которыми запрещается постановка вагонов в поезд. Причины саморасцепов ЗАПРЕЩАЕТСЯ: постановка в поезда и следование в них вагонов, у которых автосцепное устройство имеет хотя бы одну из следующих неисправностей: - трещину в корпусе автосцепки, излом деталей механизма...

Понятие метода в психологии. Классификация методов психологии и их характеристика Метод – это путь, способ познания, посредством которого познается предмет науки (С...

Studopedia.info - Студопедия - 2014-2024 год . (0.013 сек.) русская версия | украинская версия