Химические свойства и способы получения кислот

Что значит концентрированная кислота

Кислоты (неорганические, минеральные) — это сложные соединения состоящие из катиона водорода (H + ) и аниона кислотного остатка(SO3 2- , SO4 2- , NO3 — и т.д).

Кислотам дали такое название не просто так. Большинство из них имеют кислый вкус. С некоторыми из них знаком каждый из вас. Это, например, уксусная кислота, которая есть в каждом доме, аскорбиновая кислота (она же витамин C), лимонная кислота и т.д. Но не стоит все кислоты пробовать на вкус. Кислоты являются очень едкими веществами. Даже всем нам привычная и известная аскорбиновая кислота в большой концентрации будет вредна нашему организму. А от более сильных кислот — серной, соляной и даже уксусной — можно получить очень сильные ожоги, вплоть до летального исхода. Поэтому при работе с кислотами нужно быть осторожными, а также соблюдать технику безопасности.

Таблица названий некоторых кислот и их солей

Название кислоты Формула Название соли
Серная H2SO4 Сульфат
Сернистая H2SO3 Сульфит
Сероводородная H2S Сульфид
Соляная (хлористоводородная) HCl Хлорид
Фтороводородная (плавиковая) HF Фторид
Бромоводородная HBr Бромид
Йодоводородная HI Йодид
Азотная HNO3 Нитрат
Азотистая HNO2 Нитрит
Ортофософорная H3PO4 Фосфат
Угольная H2CO3 Карбонат
Кремниевая H2SiO3 Силикат
Уксусная CH3COOH Ацетат

Классификация кислот

По содержанию кислорода
Кислородсодержащие (H2SO4) Бескислородные (HCl)
По количеству содержащихся катионов водорода (H+)
Одноосновные (HCl) Двухосновные (H2SO4) Трёхосновные (H3PO4)

Понятие «одноосновная кислота» произошло по причине того, что для нейтрализации одной молекулы одноосновной кислоты нам понадобится одна молекула основания. для двухосновной — соответственно две молекулы и т. д.

По растворимости (в воде)
Растворимые (HCl) Нерастворимые (H2SiO3)
По силе (степени диссоциации)
Сильные (H2SO4) Слабые (CH3COOH)
По летучести
Летучие (H2S) Нелетучие (H2SO4)
По устойчивости
Устойчивые (H2SO4) Неустойчивые (H2CO3)

Свойства кислот

Изменение цвета индикаторов в кислой среде

Индикатор Нейтральная среда Кислая среда
Метилоранж оранжевый красный
Лакмус фиолетовый красный
Фенолфталеин бесцветный бесцветный
Бромтимоловый синий зеленый желтый
бромкрезоловый зеленый синий желтый

Химические свойства кислот

  • Взаимодействие с металлами (в ряду активности находящихся до водорода), протекает с выделением газообразного водорода и образованием солей:

H2SO4 + 2Na → Na2SO4 + H2

Металлы, находящиеся в ряду активности после водорода, не вступают в реакцию с кислотой (кроме концентрированной серной кислоты).

Азотная и концентрированная серная кислоты проявляют свойства окислителей, и продукты реакций будут зависеть от концентрации, температуры и природы восстановителя.

  • Взаимодействуют с оксидами основных и амфотерных металлов с образованием солей и воды:

H2SO4 + MgO → MgSO4 + H2O

  • С основаниями, с образованием солей и воды (так называемая реакция нейтрализации):

H2SO4 + 2NaOH → Na2SO4 + H2O

  • Кислоты могут взаимодействовать с солями, если в результате реакции будет образовываться нерастворимая соль, или выделяться газ:

H2SO4 + K2CO3 → K2SO4 + H2O + CO2

  • Сильные кислоты могут вытеснять из солей более слабые кислоты:
Читайте также:  Как клеить карбоновую плёнку на авто в домашних условиях методы, инструкция

3H2SO4 + 2K3PO4 → 3K2SO4 + H3PO4

Получение кислот

  • Взаимодействие кислотного оксида с водой:

H2O + SO3 →H2SO4

  • Взаимодействие водорода и неметалла:

H2 + Cl2 → 2HCl

  • Вытеснение слабой кислоты из солей, более сильной кислотой:

3H2SO4 + 2K3PO4 → 3K2SO4 + H3PO4

Применение кислот

В настоящее время, минеральные и органические кислоты находят множество сфер применения.

Серная кислота (H2SO4), находит широкое применение в химической технологии, для производства лакокрасочных материалов, производстве минеральных удобрений, в пищевой промышленности (пищевая добавка Е513), в качестве электролита в производстве аккумуляторных батарей.

Раствор двухромовокислого калия в серной кислоте (хромовая смесь) используются в лабораториях для мытья химической посуды. Являясь сильным окислителем, хромка позволяет отмывать посуду от следов загрязнений органическими веществами. Так же, хромовая смесь используется в органическом синтезе.

Борная кислота (H3BO3) используется в медицине как антисептик, в качестве флюса при пайке металлов, как борсодержащее удобрение, в домашнем хозяйстве используется как средство от тараканов.

Широко известны в домашнем использовании при выпечке уксусная и лимонная кислоты. Также в быту их используют для удаления накипи.

Знакомая всем с детства аскорбиновая кислота, более известная в народе как витамин С, применяется при лечении простудных заболеваний.

Азотная кислота (HNO3) находит применение при производстве взрывчатых веществ, при производстве минеральных азотсодержащих удобрений (аммиачная, калиевая селитра), в производстве лекарственных средств (нитроглицерин).

Азотная кислота

Описание и свойства

Азотная кислота (HNO3) является сильной кислотой с едкими, растворяющими и окисляющими свойствами.

Азотная кислота 70% представляет собой прозрачную или почти бесцветную жидкость с резким запахом.

Концентрированная азотная кислота легко разлагается (особенно под действием света и тепла) и часто имеет желтоватый или красноватый оттенок из-за растворенного в ней диоксида азота (NO2).

Чистая азотная кислота, содержащая свободный диоксид азота, называется дымящей азотной кислотой. Она обладает сильным окислительным эффектом и может способствовать возгоранию некоторых легковоспламеняющихся веществ. Например, соломы или древесных опилок.

100% красная (дымящая) азотная кислота в чистом виде бесцветна, если ее хранить в холодильнике, исключая попадание воздуха. При контакте с воздухом дымящаяся азотная кислота быстро разлагается с образованием сильно токсичного диоксида азота.

Азотная кислота, которая окрашена в желтый цвет растворенным диоксидом азота, может быть обесцвечена небольшим количеством мочевины или нитрата мочевины.

Соли азотной кислоты называются нитратами (селитра). На рынке в основном представлены соли калия и натрия – нитрат калия и нитрат натрия.

Азотная кислота выпускается производителями в различных концентрациях:

  • Дымящая азотная кислота (чистая, холодная) – от 85% до 100%
  • Концентрированная азотная кислота: среднее – 69% (от 68% до 70%)
  • Азотная кислота (обычная, возможно без указания процентного содержания) – 65%
  • Разбавленная азотная кислота – 25%

Растворение металлов

Азотная кислота растворяет большинство металлов. Исключение составляют только драгоценные металлы: золото, платина и иридий.

Некоторые металлы (алюминий, титан, цирконий, гафний, ниобий, тантал и вольфрам) сопротивляются действию азотной кислоты, образуя непроницаемый оксидный слой на металле.

Поскольку таким образом можно было разделить золото и серебро, азотную кислоту раньше называли «разделительной водой».

При смешивании с соляной кислотой образуется так называемая «царская водка», которая способна растворить любые драгоценные металлы.

История возникновения

Вполне возможно, что арабские алхимики производили азотную кислоту еще до средневековья. Производство царской водки из азотной кислоты и хлорида аммония предположительно практиковалось арабскими алхимиками в 7 или 8 веке.

Читайте также:  Как прочистить ДМРВ способы

В 9-м веке арабский алхимик Гебер добывал азотную кислоту путем сухого нагрева селитры.

В 13 веке Альбертус Магнус использовал азотную кислоту в качестве «разделительной воды» для производства золота.

Производство серной кислоты и нитрата калия, которое до сих пор широко используется в лабораторных условиях, восходит к Иоганну Рудольфу Глауберу (1604-1670). Он произвел чистый нитрит, перегоняя селитру с серной кислотой.

Глаубер был также первым, кто разработал процесс приготовления царской водки.

Производство

Азотная кислота производится в промышленных масштабах, начиная с 1908 года.

В лабораторном масштабе дымящая азотная кислота может быть приготовлена ​​путем взаимодействия концентрированной серной кислоты с нитратами щелочных металлов. До 1908 года азотная кислота была извлечена этим способом с использованием нитрата натрия (чилийская селитра или азотнокислый натрий).

Использование

Азотная кислота является важным промежуточным продуктом для производства удобрений и других химических соединений. Например, фосфорной кислоты, щавелевой кислоты, красителей и лекарств.

Азотная кислота является одним из важнейших сырьевых материалов в химической промышленности.

Она служит:

  • в качестве разделительной воды для разделения золота и серебра (серебро растворяется);
  • в смеси с соляной кислотой (царская водка) для растворения золота;
  • для травления и обжига металлов (графические и гальванические технологии);
  • для нитрования органических веществ при производстве красителей, лекарств, взрывчатых и дезинфицирующих средств;
  • в форме сложных эфиров для производства взрывчатых веществ;
  • для полировки металлов;
  • в медицине для лечения бородавок (входит в состав препаратов).

Поскольку азотная кислота может преобразовывать аминогруппы в основаниях (аденин, тимин, гуанин, цитозин) ДНК в гидроксильные группы, она используется для генерации мутаций в ДНК. Из-за этого свойства азотной кислоты она считается опасным канцерогенным веществом.

Ювелиры используют азотную кислоту в различных концентрациях и в сочетании с соляной кислотой в качестве тестовой кислоты для определения содержания золота в ювелирных изделиях.

Воздействие на организм человека

Раствор и пары азотной кислоты оказывают сильное коррозионное воздействие на кожу, глаза и слизистые оболочки.

Вдыхание паров приводит к бронхиальному катару, пневмонии и прижиганию альвеол. Что в итоге может привести к отеку легких и смерти.

При кратковременном вдыхании кислоты возможен сильный кашель (до рвоты), ангина, ожег слизистых горла, сильная головная боль.

Химические свойства серной кислоты

Общее описание

Серная кислота (H2SO4) обладает характерными свойствами кислот и является сильным окислителем. Это наиболее активная неорганическая кислота с температурой плавления 10°C. Кислота закипает при 296°C с выделением воды и оксида серы SO3. Способна поглощать пары воды, поэтому её используют для осушения газов.

Рис. 1. Серная кислота.

Серную кислоту получают промышленным путём из диоксида серы (SO2), который образуется при горении серы или серного колчедана. Два основных способа образования кислоты:

  • контактный(концентрация 94 %) – окисление диоксида серы до трёхокиси серы (SO3) с последующим гидролизом:

Раствор SO3 в серной кислоте называется олеумом. Его также используют для получения серной кислоты.

Рис. 2. Процесс получения серной кислоты.

Реакция с водой способствует выделению большого количества тепла. Поэтому к воде примешивают кислоту, а не наоборот. Вода легче кислоты, она остаётся на поверхности. Если добавить воду в кислоту, вода мгновенно закипит, что приведёт к разбрызгиванию кислоты.

Читайте также:  Тюнинг НИВЫ Техцентр НИВА777

Свойства

Серная кислота образует два вида солей:

  • кислые– гидросульфаты (NaHSO4, KHSO4);
  • средние– сульфаты (BaSO4, CaSO4).

Химические свойства концентрированной серной кислоты представлены в таблице.

Реакция

Что образуется

Пример

Качественная реакция: H2SO4 + BaCl2 → BaSO4 (белый осадок) + 2HCl

Окисление сложных веществ

Обугливание сахаров (целлюлозы, крахмала, глюкозы)

Рис. 3. Реакция с сахаром.

Разбавленная кислота не окисляет малоактивные металлы, стоящие в электрохимическом ряду после водорода. При взаимодействии с активными металлами (литием, калием, натрием, магнием) выделяется водород и образуется соль. Концентрированная кислота проявляет окислительные свойства с тяжёлыми, щелочными и щелочноземельными металлами при нагревании. Отсутствует реакция с золотом и платиной.

Серная кислота (разведённая и концентрированная) на холоде не взаимодействует с железом, хромом, алюминием, титаном, никелем. Благодаря пассивации металлов (образования защитной оксидной плёнки) серную кислоту можно перевозить в металлических цистернах. Оксид железа разрушается при нагревании.

Что мы узнали?

Из урока 9 класса узнали о свойствах серной кислоты. Это мощный окислитель, вступающий в реакции с металлами, неметаллами, органическими соединениями, солями, основаниями, оксидами. При взаимодействии с водой выделяется тепло. Получают серную кислоту из оксида серы. Концентрированная кислота без нагревания не взаимодействует с некоторыми металлами, что позволяет перевозить кислоту в металлической таре.

Тест по теме

Оценка доклада

Средняя оценка: 4.1 . Всего получено оценок: 286.

Не понравилось? — Напиши в комментариях, чего не хватает.

Содержание

  1. Общее описание
  2. Свойства
  3. Что мы узнали?

Бонус

  • Тест по теме
  • Неметаллы
  • Химические свойства неметаллов
  • Получение водорода
  • Получение кислорода
  • Химические свойства уксусной кислоты
  • Аммиак
  • Получение аммиака
  • Окисление аммиака
  • Фосфор
  • Химические свойства фосфора
  • Адсорбция
  • Природные источники углеводородов
  • Кристаллогидраты
  • Круговорот азота в природе
  • Круговорот углерода в природе
  • Аллотропные модификации углерода
  • Силикатная промышленность
  • Сульфиды
  • Сера
  • Алкены
  • Сероводород
  • Озон
  • Азот
  • Раствор аммиака
  • Кремний
  • Оксид азота
  • Химические свойства алканов
  • Формула алканов
  • Алканы
  • Получение азотной кислоты
  • Химические свойства кремния
  • Соединения кремния
  • Валентность кремния
  • Непредельные углеводороды
  • Предмет органической химии
  • Азотная кислота
  • Применение кислорода Химические свойства серной кислоты

показать все

По многочисленным просьбам теперь можно: сохранять все свои результаты, получать баллы и участвовать в общем рейтинге.

  1. 1. Андрей Костяков 1,399
  2. 2. Даниил Юраков 354
  3. 3. Ваня Епишко 314
  4. 4. Игорь Проскуренко 247
  5. 5. Александр С 245
  6. 6. Дина Тагирова 228
  7. 7. Вика Грицман 205
  8. 8. Андрей Юшин 174
  9. 9. Камилла Давлятова 148
  10. 10. Ирина Зверева 141
  1. 1. Кристина Волосочева 19,120
  2. 2. Ekaterina 18,721
  3. 3. Юлия Бронникова 18,580
  4. 4. Darth Vader 17,856
  5. 5. Алина Сайбель 16,787
  6. 6. Мария Николаевна 15,775
  7. 7. Лариса Самодурова 15,735
  8. 8. Liza 15,165
  9. 9. TorkMen 14,876
  10. 10. Игорь Проскуренко 13,697

Самые активные участники недели:

  • 1. Виктория Нойманн — подарочная карта книжного магазина на 500 рублей.
  • 2. Bulat Sadykov — подарочная карта книжного магазина на 500 рублей.
  • 3. Дарья Волкова — подарочная карта книжного магазина на 500 рублей.

Три счастливчика, которые прошли хотя бы 1 тест:

  • 1. Наталья Старостина — подарочная карта книжного магазина на 500 рублей.
  • 2. Николай З — подарочная карта книжного магазина на 500 рублей.
  • 3. Давид Мельников — подарочная карта книжного магазина на 500 рублей.

Карты электронные(код), они будут отправлены в ближайшие дни сообщением Вконтакте или электронным письмом.

Ссылка на основную публикацию
Характеристики автобусов ПАЗ
ПАЗ-3205 (32053 и 32054…) цена и характеристики, фотографии и обзор ПАЗ 3205: технические характеристики и цены. Обзор «32053», «32054» и...
Фонари на солнечных батареях устройство, характеристики, достоинства, установка и эксплуатация
Светильники на солнечных батареях - ремонт и улучшение своими руками Своими руками - Как сделать са Как сделать что-то самому,...
Фонд капитального ремонта многоквартирных домов Иркутской области
Фонд капитального ремонта многоквартирных домов Иркутской области Временно прекращен прием граждан Уважаемые посетители!ПРИНОСИМ СВОИ ИЗВИНЕНИЯ. Проверить задолженность по взносам на...
Характеристики автомобиля габаритные размеры, масса автомобиля, колесная база
Бибипедия технические характеристики автомобиля Справочник по всем маркам и моделям автомобилей. Технические характеристики авто. Подробное описание каждой модели по годам...
Adblock detector