5.1.4. Кислоти

Кислотами називаються сполуки, що містять у молекулах атоми Гідрогену, здатні заміщуватися на атоми металу з утворенням солей.

З точки зору теорії електролітичної дисоціації кислоти — це сполуки, які під час дисоціації здатні відщеплювати катіони лише одного типу — йони Гідрогену. Це визначення узгоджується з теорією Бренстеда, згідно з якою кислоти є донорами йонів Гідрогену.

Кількістю атомів Гідрогену у кислоті, здатних заміщуватися на метал, визначається основність кислоти. Н а п р и к л а д, НСl — одноосновна кислота, Н₂SO₄ — двохосновна, Н₃РO₄ — трьохосновна і т. д.

У деяких кислотах не всі атоми Гідрогену здатні заміщуватись на метал. Н а п р и к л а д, Н₃РO₂ — одноосновна кислота, Н₃РO₃ — двохосновна.

За силою кислоти поділяються на три групи: сильні (НNO₃, Н₂SO₄, НСlO₄, НІ, НВг, НСl тощо), середні (Н₃РO₄, Н₂SO₃, НSСN тощо) і слабкі (Н₃ВO₃, Н₂СО₃, НСN, НNO₂, Н₂S тощо).

Часто кислоти поділяються за їхньою окиснювальною здатністю на кислоти-окисники (НNO₃, НClO₃, НСlO₂, НСlO, НNO₂, концентрована Н₂SO₄, концентрована НСlO₄ тощо) та кислоти-неокисники (НСl, НВг, НІ, Н₃РO₄, розбавлена Н₂SO₄, розбавлена НСlO₄ тощо).

За складом кислоти поділяються на безоксигенні (НСl, Н₂S, НСN), оксигеновмісні прості (НNO₃, Н₂SO₄, Н₃РO₄ тощо), ізополікислоти (Н₂S₂O₇, Н₂В₄O₇ тощо) та гетерополікислоти (Н₃[Р(Мо₃О₁₀)₄], Н₄[Sі(W₃О₁₀)₄]).

Частина молекули кислоти після відщеплення від неї йона Гідрогену називається кислотним залишком. Його валентність дорівнює числу атомів Гідрогену у молекулі кислоти. Н а п р и к л а д, для кислот НNO₃, Н₂СO₃ і Н₃РO₄ відпо­відно кислотними залишками будуть: одновалентний нітрат-іон NO₂ˉ, двовалентний карбонат-іон СО₃²ˉ і тривалентний фосфат-іон РО₄³ˉ.

Водень з кислот витискується багатьма металами. Під час перебігу цієї реакції виділяється вільний водень і утворюються відповідні солі:

Zn + 2НСl = ZnСl₂ + Н₂↑.

Кислоти здатні взаємодіяти з основними оксидами, основами і солями з утворенням солей, наприклад:

2НNO₃ + СаО = Са(NO₃)₂ + Н₂O;

2НСl + Ва(ОН)₂ = ВаСl₂ + 2Н₂O;

Н₂SO₄ + ВаСl₂ = ВаSO₄↓ + 2НСl.

Кислоти добувають декількома методами. Більшість оксигеновмісних кислот утворюється під час взаємодії їхніх ангідридів з водою

SO₃ + Н₂O = Н₂SO₄.

Деякі кислоти добувають, діючи на їхні солі сильнішими кислотами:

2NaСl + Н₂SO₄ = Nа₂SO₄ + 2НСl.

Хлороводень НС1 у техніці добувають синтезом з водню і хлору:

Н₂ + Сl₂ = 2НСl.

Деякі кислоти добувають специфічними методами, наприклад шляхом гідролізу РІ₃:

РІ₃ + 3Н₂O = 3НІ + Н₃РO₃.

Кислоти, як і основи, по-різному ведуть себе під час нагрівання. Н а п р и к л а д, кислоти Н₂СO₃, Н₂SO₃ та інші настільки нестійкі, що у вільному стані не добуті — відомі тільки їхні водні розчини, а для розкладання Н₂SO₄, НСl, Н₂S тощо їх слід нагріти до досить високої температури, (НРO₃)_n кипить і переганяється без розкладання.

У науковій та навчальній літературі кислоти називають за міжнародними номенклатурними правилами: назви оксигеновмісних кислот утворюють від кореня латинської назви кислотоутворювального елемента, суфіксів -ат- (ви­щий ступінь окиснення) або -ит- (нижчий ступінь окиснення), закінчення -на та слова «кислота». Якщо елемент може виявляти більш ніж два ступені окиснення в оксигеновмісних кислотах, то вживають префікси гіпо- (най­нижчий ступінь окиснення) і пер- (найвищий). У полікислотах число атомів кислотоутворювального елемента позначається грецьким префіксом. Назви безоксигенних кислот містять суфікс -ид-.

Якщо елемент з певним ступенем окиснення здатний утворювати кілька кислот, що відрізняються між собою за числом молекул води, то їх розріз­няють за префіксами в назві кислоти: до назви найбагатшої на воду кислоти додають префікс орто-, до назви найбіднішої — мета-. Н а п р и к л а д, НРO₃ — метафосфатна кислота, Н₃РO₄ — ортофосфатна.

Деякі кислоти мають поширені побутові (тривіальні) назви, наприклад НСl — соляна кислота, НNO₃ — азотна, Н₂SO₄ — сірчана, Н₂СO₃ — вугільна.

Наведемо номенклатурні назви деяких кислот:

Формула кислоти	Назва кислоти
HСl НNО3 HNO2 Н2SO4 Н2SO3 HРО3 Н3РO4 Н3РO3 Н4Р2O7 Н2СO3 Н2S2O3 НМnO4 НClO НСlO2 НСlO3 НСlO4 Н2СrO4 Н2Сг2O7 H3[Р(Мо3О10)4]	хлоридна нітратна нітритна сульфатна сульфітна метафосфатна ортофосфатна ортофосфітна дифосфатна карбонатна тіосульфатна перманганатна гіпохлоритна хлоритна хлоратна перхлоратна хроматна дихроматна тетратримолібдатоортофосфатна