Химические свойства кислот

Общие свойства кислот в водных растворах обусловлены присутствием ионов Н⁺, образующихся при диссоциации молекул кислоты, таким образом, кислоты – это доноры протонов: HxAn«xH⁺+An^x-.

Действие растворов кислот на индикаторы: фенолфталеин – бесцветный, метилоранж окрашивается в красный цвет, лакмус – в красный.

1. Взаимодействие с металлами.

Характер продуктов зависит от природы и концентрации кислот и активности металлов. Разбавленные кислоты (кроме HNO₃) взаимодействуют с металлами, находящимися в ряду напряжений металлов левее водорода, образуя соль и вытесняя водород из кислоты.

H₂SO₄+Zn®ZnSO₄+H_2­;

2. взаимодействие с основными и амфотерными оксидами:

H₂S+CaO®CaS+H₂O,

6HNO₃+Al₂O_3®2Al(NO₃)₃+3H₂O;

3) взаимодействие с основаниями и амфотерными гидроксидами:

H₃PO₄+3KOH®K₃PO₄+3H₂O,

2HClO₄+Zn(OH)_2®Zn(ClO₄)₂+2H₂O;

3. взаимодействие с солями. Возможно только в том случае, если образуется: а) более слабая кислота (в растворе); б) нерастворимая соль или нерастворимая кислота; в) выделяется газ (часто реакция идет без воды, при нагревании):

а) 2HNO₃+Na₂S®2NaNO₃+H₂S­;

б) H₂S+2AgNO_3®Ag₂S¯+HNO₃,

2HBr+Na₂SiO_3®H₂SiO₃↓+2NaBr;

в) H₂SO₄(конц.)+ NaCl(крист.)® HCl­+NaНSO₄(крист.).

Получение кислот

1. взаимодействие кислотных оксидов с водой:

SO₃+H₂O®H₂SO₄,

P₂O₅+3H₂O®2H₃PO₄;

2. вытеснение слабых, летучих или малорастворимых кислот из солей:

Ca₃(PO₄)₂+3H₂SO_4®3CaSO₄+2H₃PO₄,

K₂S+2HBr®2KBr+H₂S­,

Na₂SiO₃+2HCl®2NaCl+H₂SiO_3¯ (H₂O+SiO₂);

3. взаимодействие неметаллов с водородом:

H₂+Cl_2®2HCl.

Билет 5

Кислые соли. Способы получения и свойства. Номенклатура. Составить формулы солей: гидросульфида натрия, дигидробората калия, гидрофосфата натрия. Приведите примеры уравнений их электролитической диссоциации.

Кислыми (гидросолями) называются соли, образующиеся в результате неполного замещения ионов водорода кислоты ионами металла.

Одноосновные кислоты не образуют кислых солей, поскольку их молекулы содержат только один ион Н⁺.

Двухосновные кислоты, такие, как H₂SO₄, H₂SO₃, H₂CO₃ и другие, образуют кислые соли, содержащие отрицательно заряженные ионы HSO₄^-, HSO₃^-, HCO₃^-, называемые, соответственно, гидросульфат-, гидросульфит- и гидрокарбонат-ионами.

Заряды этих ионов определяются как результат отрыва одного положительно заряженного иона Н⁺ от нейтральной молекулы кислоты по схеме:

O

О-Н

O

O

—

\\

\\

S

«

S

+

H+

//

//

O

О-Н

O

O-Н

Зная заряд иона, входящего в состав кислой соли, и иона металла, нетрудно написать формулу кислой соли. Применительно к серной кислоте, кислые соли которой содержат ион HSO₄^-, формулы будут иметь следующий вид:

для однозарядных катионов металлов – NaHSO₄, KHSO₄;

для двухзарядных катионоа металлов – Mg(HSO₄)₂, Zn(HSO₄)₂;

для трехзарядных катионов металлов– Al(HSO₄)₃, Fe(HSO₄)₃.

Трехосновные кислоты, такие как H₃PO₄, H₃AsO₄ и некоторые другие, способны образовать два типа кислых солей.

При замещении одного иона Н⁺ ионом металла, два других иона входят в состав однозарядного отрицательного иона H₂PO₄^- (дигидроортофосфат-иона), образующего кислую соль:

О-Н

O—

O

═

P

—

О-Н

«

O

═

P

—

О-Н

+

H+

О-Н

О-Н

Поскольку соли, содержащие ион H₂PO₄^- или H₂AsO₄^- получены в результате замещения одного иона Н⁺ в молекуле кислоты ионом металла, они получили названия однозамещенных кислых солей или первичных кислых солей. Однозамещенные кислые соли для металлов с различной степенью окисления имеют следующие формулы:

NaH₂PO₄, Ca(H₂PO₄)₂, Al(H₂PO₄)₃.

Графические формулы которых представлены ниже:

H-O

H-O

H-O

—

P═O

H-O

—

P═O

Na-O

O

O-H

O

H-O

—

P═Oyyyyjjj

Ca

yyy

O═P

—

O

—

Al

H-O

O

O-H

O

H-O

—

P═O

H-O

—

P═O

H-O

H-O

В соответствии с русской номенклатурой эти соли следует называть: однозамещенные кислые фосфорнокислые натрий, кальций и алюминий соответственно.

В соответствии с международной номенклатурой кислые соли называют: дигидрофосфат натрия, кальция и алюминия.

В другом случае происходит замещение двух ионов Н⁺ ионами металла, а третий ион Н⁺ входит в состав двухзарядного отрицательного иона HPO₄^2- (гидрофосфат-иона), образующего кислую соль:

О-Н

О—

2-

O

═

P

—

О-Н

«

O

═

P

—

О—

+

2H+

О-Н

О-Н

Кислые соли, полученные в результате замещения двух ионов Н⁺ ионами металла, называются двухзамещенными кислыми солями или вторичными кислыми солями, например,

Na₂HPO₄, CaHPO₄, Al₂(HPO₄)₃.

Графические формулы этих солей имеют вид:

H-O

O

—

P═O

Al

—

O

Na-O

O

O

Ca

Na-O

—

P═O

O

—

P═O

H-O

—

P═O

H-O

H-O

O

Al

—

O

O

—

P═O

H-O

Для четырехосновной кислоты, например, H₄P₂O₇, теоретически возможны три типа кислых солей, а именно:

1. однозамещенные или тригидродифосфаты, содержащие однозарядный ион H₃P₂O₇^-,

NaH₃P₂O₇, Ca(H₃P₂O₇)₂, Al(H₃P₂O₇)₃;

2) двухзамещенные или дигидродифосфаты, содержащие двухзарядный ион H₂P₂O₇^2-,

Na₂H₂P₂O₇, CaH₂P₂O₇, Al₂(H₂P₂O₇)₃;

3) трехзамещенные или гидродифосфаты, содержащие трехзарядный ион HP₂O₇^3-,

Na₃HP₂O₇, Ca₃(HP₂O₇)₂, AlHP₂O₇.