Кислоты

С позиций теории электролитической диссоциации кислота – химическое соединение, диссоциирующее в водном растворе (или в расплаве) на положительно заряженные ионы водорода и отрицательно заряженные ионы кислотного остатка: ; .

Все общие характерные свойства кислот – кислый уксус, изменение цвета индикаторов, взаимодействие с основаниями, основными оксидами, солями – обусловлены присутствием ионов водорода H⁺. По числу ионов водорода, которые образуются при диссоциации кислот, различают одноосновные, двухосновные, трехосновные кислоты. Так HCl, HNO₃ – одноосновные кислоты, так как при диссоциации образуется один ион водорода; H₂S, H₂CO₃, H₂SO₄ – двухосновные кислоты; H₃PO₄, H₃AsO₄ – трехосновные кислоты. Таким образом, основность кислоты определяется числом атомов водорода, которые образуются при диссоциации. Двух- и многоосновные кислоты диссоциируют ступенчато (по стадиям). Например:

H₃PO₄ ↔ H⁺ + H₂PO₄^– первая ступень; H₂PO₄^-↔ H⁺ + HPO₄^2– вторая ступень;

HPO₄^2– ↔ H⁺ + PO₄^3– третья ступень.

Диссоциация многоосновной кислоты протекает главным образом по первой ступени, в меньшей мере – по второй и лишь в незначительной степени – по третьей. По наличию кислорода в своем составе кислоты делятся на кислородсодержащие (H₂SO₄, HNO₃, H₃PO₄) и безкислородные (HCl, H₂S).

Название кислородосодержащих кислот производятся от названия элемента с прибавлением окончания – ная, - овая, если степень окисления элемента максимальная. По мере понижения степени окисления кислотообразующего элемента суффиксы меняются в следующем порядке: - оват, - ист, -оватист. Например: HClO₄ - хлорная кислота, HClO₃ - хлорноватистая кислота, HClO₂ – хлористая кислота; HClO – хлорноватистая кислота. Названия безкислородных кислот производятся от названия соответствующего элемента с окончанием «о» и прибавлением слова «водородная». HF –фтороводородная кислота, HCl – хлороводородная кислота.

Получение кислот. Большинство кислородосодержащих кислот получают при взаимодействии кислотных оксидов с водой. Например:

; .

Если кислотные оксиды нерастворимы в воде, то соответствующие им кислоты получают косвенным путем: действием другой кислоты (чаще всего H₂SO₄) на соответствующую соль. Например: Na₂SiO₃ + H₂SO₄ = Na₂SO₄ + H₂SiO₃ ↓.

Безкислородные кислоты (HF, HCl, H₂S) получают путем непосредственного взаимодействия водорода с неметаллом и последующим растворением водородного соединения в воде, а также реакцией обмена между кислотой и солью. Например: H₂ + S = H₂S; 2NaCl + H₂SO₄ = Na₂SO₄ + 2HCl. Важнейшие химические свойства кислот следующие:

1. Взаимодействие кислот с металлами с образованием соли и выделением водорода. Например: 2HCl + Fe = FeCl₂ + H₂↑; H₂SO₃ + Ca = Ca SO₃+H₂↑, при этом атомы металла окисляются, а ионы водорода восстанавливаются. Металлы, стоящие в ряду стандартных электродных потенциалов правее водорода, из кислот его не вытесняют. Не выделяется водород и при взаимодействии металлов с азотной (разбавленной и концентрированной) и концентрированной серной кислотами. В этом случае восстанавливаются азот и сера:

;

;

Mg + 2HNO₃ (конц) = AgNO₃ + NO₂ + H₂O.

2. Взаимодействие кислот с основными оксидами, основаниями и солями. Например: 2НС1 + Na₂O = 2Na С1 + H₂O; H₃PO₄ + 3LiOH = Li₃PO₄ + 3H₂O.