Получение кислот

Получение кислот производят с помощью следующих химических реакций: - взаимодействие кислотных оксидов с водой:  SO₃ + H₂O = H₂SO₄; CO₂ + H₂O = H₂CO₃; - взаимодействие с солями: NaCl + H₂SO₄(конц.) = HCl + Na₂SO₄ - при этой химической реакции образуется новая более слабая кислота (более слабая, чем серная, но тоже сильная) и другая соль; - взаимодействие неметаллов с водородом с последующим растворением их в воде: H₂ + Cl₂ = HCl (Надо помнить, что само по себе данное химическое соединение - газ хлороводород HCl кислотой не является. Для её образования необходимо полученный газ HCl растворить в воде). Аналогичным образом поступают с газом сероводородом: H₂ + S = H₂S; - оксиление некоторых простых веществ: P + 5HNO₃ +2H₂O = 3H₃PO₄ + 5NO (в этой химической реакции происходит окисление фосфора (P) азотной кислотой (HNO₃) до ортофосфорной кислоты (H₃PO₄) с выделением оксида азота (NO)

Рассмотрим наиболее распространённые кислоты, часто используемые в хозяйстве:

12.

Химическое равновесие — состояние химической системы, в котором обратимо протекает одна или несколько химических реакций, причём скорости в каждой паре прямая-обратная реакция равны между собой. Для системы, находящейся в химическом равновесии, концентрации реагентов, температура и другие параметры системы не изменяются со временем.^[1]

А₂ + В₂ ⇄ 2AB

В состоянии равновесия скорости прямой и обратной реакции становятся равными.

Принцип Ле Шателье — Брауна (1884 г.) — если на систему, находящуюся в устойчивом равновесии, воздействовать извне, изменяя какое-либо из условий равновесия (температура, давление, концентрация), то в системе усиливаются процессы, направленные на компенсацию внешнего воздействия.

Анри Ле Шателье (Франция) сформулировал этот термодинамический принцип подвижного равновесия, позже обобщённый Карлом Брауном ^[1].

13.

Скорость химической реакции — изменение количества вещества одного из реагирующих веществ за единицу времени в единице реакционного пространства. Является ключевым понятием химической кинетики. Скорость химической реакции — величина всегда положительная, поэтому, если она определяется по исходному веществу (концентрация которого убывает в процессе реакции), то полученное значение домножается на −1.

Например для реакции:

выражение для скорости будет выглядеть так:

 .

В 1865 году Н. Н. Бекетовым и в 1867 году Гульдбергом и Вааге был сформулирован закон действующих масс:

Скорость химической реакции в каждый момент времени пропорциональна концентрациям реагентов, возведенным в некоторые степени.

Для элементарных реакций показатель степени при значении концентрации каждого вещества часто равен его стехиометрическому коэффициенту, для сложных реакций это правило не соблюдается. Кроме концентрации на скорость химической реакции оказывают влияние следующие факторы:

• природа реагирующих веществ,

• наличие катализатора,

• температура (правило Вант-Гоффа),

• давление,

• площадь поверхности реагирующих веществ.

14.

Современная периодическая система включает 109 химических элементов. В 1988 году был синтезирован 110 химический элемент. Из 109 химических элементов 89 обнаружены в природных объектов. Все остальные элементы синтезированы искусственно. Все элементы, которые располагаются после урана называются трансурановыми химическими элементами. Они синтезированы при помощи ядерных реакций.

В периодической системе существуют горизонтальные и вертикальные ряды химических элементов.

Период – это горизонтальный ряд химических элементов, расположенные в порядке возрастания заряда атомного ядра. У химических элементов находящихся в одном периоде атомы имеют одинаковое количество энергетических уровней. Всего существует семь периодов. Различают малые и большие периоды химических элементов.

Малые периоды содержат один ряд химических элементов ( первый период – два элемента второй период – восемь элементов и третий период – то же восемь химических элементов).

Большие периоды содержат по два ряда химических элементов ( Четвертый период – восемнадцать элементов пятый период – восемнадцать элементов и шестой период – тридцать два химических элемента.

Каждый период начинается со щелочного металла и заканчивается инертным газом. Изменение свойств химических элементов в пределах периода называется горизонтальной периодичностью.

Группа – вертикальные ряды, химические элементы в которых имеют одинаковое количества электронов на внешнем энергетическом уровне.

Нахождение элемента в подгруппе определяется сходством конфигурации внешнего энергетического уровня. От порядка заполнения атомных орбиталей все элементы делятся на s,p,d и f семейства.

S и P химические элементы располагаются в главных подгруппах.

D элементы располагаются в побочных подгруппах.

F элементы – это химические элементы относящиеся к семейству актиноидов и лантаноидов а также побочной подгруппы третьей группы.

Изменение свойств в пределах группы химических элементов называется вертикальной периодичностью.

15.

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ТЕОРИИ ОКИСЛИТЕЛЬНО-ВОССТАНОВИТЕЛЬНЫХ РЕАКЦИЙ.

Реакции, проходящие с изменением степени окисления элементов, называются ОВР.

Степень окисления - условный заряд атома в веществе в предположении, что оно

состоит из ионов.

Основные положения теории ОВР:

1) Окисление – процесс отдачи электронов атомом, молекулой или ионом.

Сам элемент – восстановитель.

2) Восстановление – процесс присоединения электронов атомом, молекулой или

ионом.

Сам элемент – окислитель.

3) Число электронов, отдаваемых восстановителем, равно числу электронов,

присоединяемых окислителем.

4) Правила определения степеней окисления:

А) В простых веществах степень окисления равна нулю.

Б) Практически всегда: Н

В) В простых катионах и анионах степень окисления равна заряду иона.

Г) В сложных ионах степень окисления определяют по сумме зарядов элементов:

Д) В соединениях сумма всех степеней окисления равна нулю.

16.

Гидролиз солей — разновидность реакций гидролиза, обусловленного протеканием реакций ионного обмена в растворах (преимущественно, водных) растворимых солей-электролитов. Движущей силой процесса является взаимодействие ионов с водой, приводящее к образованию слабого электролита в ионном или (реже) молекулярном виде («связывание ионов»).

Различают обратимый и необратимый гидролиз солей^[1]:

• 1. Гидролиз соли слабой кислоты и сильного основания (гидролиз по аниону):

CO₃²⁻ + H₂O = HCO₃⁻ + OH⁻ Na₂CO₃ + Н₂О = NaHCO₃ + NaOH (раствор имеет слабощелочную среду, реакция протекает обратимо, гидролиз по второй ступени протекает в ничтожной степени)

• 2. Гидролиз соли сильной кислоты и слабого основания (гидролиз по катиону):

Cu²⁺ + Н₂О = CuOH⁺ + Н⁺ CuCl₂ + Н₂О = CuOHCl + HCl (раствор имеет слабокислую среду, реакция протекает обратимо, гидролиз по второй ступени протекает в ничтожной степени)

• 3. Гидролиз соли слабой кислоты и слабого основания:

2Al³⁺ + 3S²⁻ + 6Н₂О = 2Al(OH)₃(осадок) + ЗН₂S(газ) Al₂S₃ + 6H₂O = 2Al(OH)₃ + 3H₂S (равновесие смещено в сторону продуктов, гидролиз протекает практически полностью, так как оба продукта реакции уходят из зоны реакции в виде осадка или газа).

Соль сильной кислоты и сильного основания не подвергается гидролизу, и раствор нейтрален. См. также Электролитическая диссоциация.

17.

Основные классы неорганических соединений. Оксиды – соединения элемента с кислородом, имеющим степень окисления –2. Общая формула ЭmOn. Оксиды не образующие кислот, оснований и солей при обычных условиях, называются не солеобразующими. Солеобразующие оксиды подразделяются на кислотные, основные и амфотерные (обладающие двойственными свойствами). Неметаллы образуют только кислотные оксиды, металлы – все остальные и некоторые кислотные.

Основания – сложные вещества, молекулы которых состоят из атома металла (или иона NH4+) и одной или нескольких гидроксогрупп ОН, способных замещаться на кислотный остаток. Общая формула оснований Ме(ОН)х, где х – степень окисления металла. Кислоты – сложные вещества, содержащие атомы водорода, которые могут замещаться катионами металла (или ионами аммония). Общая формула кислот НхАn. Соли – продукты замещения (полного или частичного) атомов водорода в молекулах кислот катионами металла (а также ионами аммония), либо гидроксогрупп в молекулах оснований кислотными остатками. Соли делятся на средние, кислые, основные, двойные, смешанные и комплексные. Средние соли – это продукт полного замещения атомов водорода. МехAny. Кислотные соли – это продукт не полного замещения атомов водорода в молекулах только многоосновных кислот. Основные соли – продукт неполного замещения гидроксогрупп в молекулах только многокислотных оснований кислотными остатками. Двойные соли – содержит два химически разных катиона и один тип аниона. Смешанные соли – содержат один тип катиона, но два типа аниона. В состав комплексных солей входят сложные комплексные ионы (заключённые в квадратные скобки), устойчивые как в кристаллическом состоянии, так и при растворении в воде. Название средней соли = Название кислотного остатка + Название металла (р.п.) + Степень окисления металла.

Общие способы синтеза солей.