3.4.2. Специфические свойства кислот

1. У некоторых кислот окислителем является элемент, образующий кислотный остаток. Такие кислоты называют кислотами-окислителями. К ним относятся концентрированная серная, а также азотная кислота любой концентрации. Анионы данных кислот содержат атомы серы и азота в максимальных степенях окисления.

Окислительные свойства кислотных остатков SO и NO значительно сильнее, чем иона Н⁺, поэтому H₂SO₄ (конц.) и HNO₃ взаимодействуют практически со всеми металлами, расположенными в ряду стандартных электродных потенциалов как до водорода, так и после водорода, кроме Au, Pt, Os, Ir, Fe, Cr, Al, Ta. Так как окислителями в H₂SO₄ (конц.) и HNO₃ являются ионы кислотных остатков, а не ионы водорода Н⁺, то при взаимодействии H₂SO₄ (конц.) и HNO₃ с металлами не выделяется водород. Металл под действием данных кислот окисляется до характерной (устойчивой) степени окисления и образует соль, а продукт восстановления кислоты зависит от активности металла:

а) концентрированная H₂SO₄ при нагревании реагирует со всеми металлами (кроме Pt, Au, Os, Ta, Ir). Малоактивные металлы восстанавливают кислоту до оксида серы (IV) SO₂, активные металлы – до свободной серы или сероводорода H₂S:

2H₂SO₄ (конц.) + Cu = CuSO₄ + SO₂ + 2H₂O

5H₂SO₄ (конц.) + 4Ca = 4CaSO₄ + H₂S +4H₂O

4H₂SO₄ (конц.) + 3Mg = 3MgSO₄ + S + 4H₂O

б) концентрированная HNO₃ с щелочными и щелочноземельными металлами образует оксид азота (I) N₂O, с большинством металлов – оксид азота (IV) NO₂ и не реагирует с Fe, Cr, Al, Au, Pt, Ir, Ta:

4HNO₃ (конц.) + Cu = Cu(NO₃)₂ + 2NO₂ + 2H₂O

10HNO₃ (конц.) + 4Ca = 4Ca(NO₃)₂ + N₂O + 5H₂O

в) разбавленная HNO₃ с активными металлами, а также с Mg, Zn, Fe взаимодействует с выделением аммиака NH₃ или образованием соли аммония (NH₃ + HNO₃ = NH₄NO₃), с большинством металлов образуется оксид азота (II) NO:

10HNO₃ (разб.) + 4Ca = 4Ca(NO₃)₂ + NH₄NO₃ + 3H₂O

8HNO₃ (разб.) + 3Cu = 3Cu(NO₃)₂ + 2NO + 4H₂O

2. Азотная и концентрированная серная кислоты взаимодействуют с неметаллами. Неметалл окисляется до соответствующей кислоты или ее ангидрида:

4HNO₃ (конц.) + С = СО₂ + 4NO₂ + 2H₂O

5HNO₃ (разб.) + 3P + 2H₂O = 3H₃PO₄ + 5NO

2H₂SO₄ (разб.) + С = СО₂ + 2SO₂ + 2H₂O

2H₂SO₄ (конц.) + S = 3SO₂ + 2H₂O

5H₂SO₄ (конц.) + 2Р = 2Н₃РО₄ + 5SO₂ + 2Н₂О

Кислоты-окислители не действуют на кремний, так как на его поверхности образуется плотная оксидная пленка SiO₂:

4HNO₃ (разб.) + 3Si = 3SiO₂ + 4NO + 2H₂O

3. Если металл, образующий оксид или основание, может находиться в нескольких степенях окисления, а кислота проявляет окислительные свойства, то эти реакции могут протекать с изменением степеней окисления элементов:

Fe(OH)₂ + 4HNO₃ (конц.) = Fe(NO₃)₃ + NO₂ + 3H₂O

2FeO + 4H₂SO₄ (конц.) = Fe₂(SO₄)₃ + SO₂ + 4H₂O

4. При реакциях кислот-окислителей с солями, содержащими анион, проявляющий восстановительные свойства, происходит его окисление:

3Na₂S + 8HNO₃ (разб.) = 6NaNO₃ + 3S + 2NO + 4H₂O

8NaI + 5H₂SO₄ (конц.) = 4I₂ + H₂S + 4Na₂SO₄ + 4H₂O

5. Кислоты, в которых кислотообразующий элемент находится в промежуточной степени окисления, могут проявлять как окислительные, так и восстановительные свойства:

H₂SO₃ + 2H₂S = 3S + 3H₂O

^{окислитель}

H₂SO₃ + NO₂ = H₂SO₄ + NO

^{восстановитель}

6. Некоторые кислоты разлагаются:

Н₂СО₃ = СО₂ + Н₂О

Н₂SiO₃ = SiO₂ + H₂O

4HNO₃ 2H₂O + 4NO₂ + O₂

7. Кислоты, образованные элементами в отрицательных и невысших положительных степенях окисления, проявляют восстановительные свойства:

H₂S + Cl₂ = 2HCl + S

4HCl + MnO₂ = MnCl₂ + Cl₂ + 2H₂O