3. Кислоты.

Согласно теории электролитической диссоциации Аррениуса кислотами на-

зывают вещества, которые в водных растворах диссоциируют (распадаются на

на ионы), образуя ионы водорода Н⁺. Например, из уравнений диссоциации серной кислоты Н₂SO₄=2H⁺+SO₄^2- и соляной кислоты HCl=H⁺+Cl^- видно, что в обоих случаях образуются ионы водорода; сопутствующий отрицательно заряженный ион (анион) кислоты принято называть кислотным остатком.

По химическому составу кислоты подразделяются на бескислородные и кислородсодержащие (оксокислоты). Название бескислородной кислоты образуется из русского названия кислотного остатка с окончанием “o”, затем следует слово “водород” c cуффиксом “н(ая)” и, наконец, слово “кислота”.

*⁾ Щелочными называют металлы главной подгруппы первой группы периодической системы (металлы IA – группы); к щелочноземельным относят три металла главной подгруппы второй группы (IIA – группы): Ca, Sr, Ba.

**⁾ Если реакция протекает в водном растворе, образуется не средняя соль NaAlO₂, а комплексное соединение - тетрагидроксоалюминат натрия Na[Al(OH)₄] – согласно уравнению: Al₂O₃+2NaOH+3H₂O=2Na[Al(OH)₄].

Например, HCl – хлороводородная кислота*⁾, HCN – циановодородная кислота. Название оксокислоты начинается с прилагательного, образованного из корня русского названия кислотообразующего элемента и суффикса, зависящего от степени окисления элемента**⁾: для высшей степени окисления кислотообразующего элемента используется суффиксы “н(ая)”, “ов(ая)”, “ев(ая)”; по мере понижения степени окисления суффиксы меняются в последовательности “оват(ая)”, затем “ист(ая)”***⁾ и, наконец, “оватист(ая)”.

Пример. Названия кислот.

H₂SO₄**⁾ – серная кислота;

H₂SO₃***⁾ – сернистая кислота;

H₃AsO₄**⁾ – мышьяковая кислота;

H₃AsO₃***⁾ – мышьяковистая кислота;

H₄GeO₄**⁾ – германиевая кислота;

HClO₄**⁾ – хлорная кислота;

HClO₃ – хлорноватая кислота;

HClO₂ – хлористая кислота;

HClO – хлорноватистая кислота.

В том случае, когда две кислоты одного и того же элемента с одной и той же степенью окисления различаются количеством атомов кислорода, к названию кислоты с большим числом атомов кислорода добавляется префикс “орто”, а к названию кислоты с меньшим числом атомов кислорода – префикс “мета”. Например, Н₃ВО₃ – ортоборная кислота, а НВО₂ – метаборная кислота.

По способности к диссоциации кислоты делятся на сильные и слабые. Сильные кислоты, как и все сильные электролиты, диссоциируют на ионы полностью, слабые – частично. Из числа бескислородных кислот к сильным относятся только три: HCl, HBr, HI; остальные бескислородные кислоты – слабые. Среди оксокислот к сильным относятся кислоты, в которых степень окисления кислотообразующего элемента равна +6 и выше (исключение - азотная кислота HNO₃). Например, серная кислота H₂SO₄, где степень окисления кислотообразующего элемента – серы – равна +6 – сильная, а сернистая кислота H₂SO₃ с тем же кислотообразующим элементом, но имеющим степень окисления, равную +4 – слабая.

Из довольно многочисленного класса кислот наибольшую важность имеют кислоты неметаллических кислотообразующих элементов, такие как HNO₃, H₂SO₄, H₃PO₄, HCl. Простейшим способом получения этих кислот является непосредственное соединение соответствующего оксида с водой: N₂O₅+H₂0=2HNO₃;

SO₃+H₂O=H₂SO₄; P₂O₅+3H₂O=2H₃PO₄. Соляную кислоту получают растворением газообразного хлороводорода в воде.

Общим для всех кислот химическим свойством является способность к взаимодействию с носителями основных свойств – с основными оксидами и с основаниями.

*⁾ Для некоторых веществ принято использовать традиционные названия. Так,

HCl – хлороводородная кислота – называется обычно соляной кислотой.

**⁾ Максимальная степень окисления элемента для большинства элементов численно равна номеру группы в периодической системе.

***⁾ Если элемент образует только две кислоты, в названии кислоты с низшей степенью окисления кислотообразующего элемента всегда используется суффикс “ист(ая)”.

Пример. Химические свойства кислот.

H₂SO₄+2NaOH=Na₂SO₄+2H₂0*⁾;

2HCl+CaO=CaCl₂+H₂0.

Вышеприведенные реакции представляют собой реакции обмена, в которых ионы Н⁺ кислот замещаются катионами металлов. Количество ионов водорода, способных замещаться в кислоте на другие катионы, определяет её основность. Так, HCl – одноосновная кислота, H₂SO₄ – двухосновная, H₄GeO₄ – четырёхосновная.

Для большинства кислот типичными также являются реакции вытеснения из них водорода металлами**⁾. Например, 2Al+3H₂SO₄=Al₂(SO₄)₃+3H₂.

Практически все металлы (за исключением благородных) реагируют с окисляющими кислотами – азотной и серной концентрированной. При этом, вытеснения водорода не происходит, а образуется продукт восстановления кислотного остатка кислоты.

Пример. Взаимодействие окисляющих кислот с металлами.

3Cu+8HNO₃=3Cu(NO₃)₂+2NO+4H₂O;

3Zn+4H₂SO₄(конц.)=3ZnSO₄+S+4H₂O.