kiseline- elektroliti, pri čijoj disocijaciji iz pozitivnih iona nastaju samo H + ioni:
HNO3 ↔ H++NO3-;
CH 3 COOH↔ H + +CH 3 COO — .
Sve kiseline se dijele na anorganske i organske (karboksilne), koje također imaju svoju (unutarnju) klasifikaciju.
U normalnim uvjetima, značajna količina anorganskih kiselina postoji u tekućem stanju, neke u kruto stanje(H3PO4, H3BO3).
Organske kiseline s do 3 atoma ugljika vrlo su pokretljive, bezbojne tekućine karakterističnog oštrog mirisa; kiseline sa 4-9 atoma ugljika – uljaste tekućine sa neugodan miris, te kiseline s velikim brojem ugljikovih atoma— čvrste tvari, netopljiv u vodi.
Kemijske formule kiselina
Razmotrimo kemijske formule kiselina na primjeru nekoliko predstavnika (i anorganskih i organskih): klorovodična kiselina - HCl, sumporna kiselina - H 2 SO 4, fosforna kiselina - H 3 PO 4, octena kiselina- CH 3 COOH i benzojeva kiselina - C 6 H 5 COOH. Kemijska formula pokazuje kvalitativni i kvantitativni sastav molekule (koliko i koji atomi su uključeni u određeni spoj). Pomoću kemijske formule možete izračunati molekulsku masu kiselina (Ar(H) = 1 amu, Ar( Cl) = 35,5 amu. amu, Ar(P) = 31 amu, Ar(O) = 16 amu, Ar(S) = 32 amu, Ar(C) = 12 a.m.):
Mr(HCl) = Ar(H) + Ar(Cl);
Mr(HCl) = 1 + 35,5 = 36,5.
Mr(H2SO4) = 2×Ar(H) + Ar(S) + 4×Ar(O);
Mr(H 2 SO 4) = 2×1 + 32 + 4×16 = 2 + 32 + 64 = 98.
Mr(H3PO4) = 3×Ar(H) + Ar(P) + 4×Ar(O);
Mr(H 3 PO 4) = 3×1 + 31 + 4×16 = 3 + 31 + 64 = 98.
Mr(CH3COOH) = 3×Ar(C) + 4×Ar(H) + 2×Ar(O);
Mr(CH3COOH) = 3×12 + 4×1 + 2×16 = 36 + 4 + 32 = 72.
Mr(C6H5COOH) = 7×Ar(C) + 6×Ar(H) + 2×Ar(O);
Mr(C 6 H 5 COOH) = 7 × 12 + 6 × 1 + 2 × 16 = 84 + 6 + 32 = 122.
Strukturne (grafičke) formule kiselina
Strukturna (grafička) formula tvari više je vizualna. Pokazuje kako su atomi međusobno povezani unutar molekule. Navedimo strukturne formule svakog od navedenih spojeva:
Riža. 1. Strukturna formula klorovodična kiselina.
Riža. 2. Strukturna formula sumporne kiseline.
Riža. 3. Strukturna formula fosforne kiseline.
Riža. 4. Strukturna formula octene kiseline.
Riža. 5. Strukturna formula benzojeve kiseline.
Ionske formule
Sve anorganske kiseline su elektroliti, tj. sposobni disocirati u vodenoj otopini na ione:
HCl ↔ H + + Cl -;
H2SO4 ↔ 2H + + SO4 2-;
H 3 PO 4 ↔ 3H + + PO 4 3- .
Primjeri rješavanja problema
PRIMJER 1
| Vježbajte | Uz potpuno izgaranje 6 g organska tvar Nastalo je 8,8 g ugljičnog monoksida (IV) i 3,6 g vode. Odredite molekulsku formulu izgorjele tvari ako se zna da je njezina molarna masa 180 g/mol. |
| Riješenje | Nacrtajmo dijagram reakcije izgaranja organski spoj označavajući broj atoma ugljika, vodika i kisika kao "x", "y" i "z" redom: C x H y O z + O z → CO 2 + H 2 O. Odredimo mase elemenata koji čine ovu tvar. Vrijednosti relativnih atomskih masa preuzete iz periodnog sustava D.I. Mendeljejeva, zaokružite na cijele brojeve: Ar(C) = 12 amu, Ar(H) = 1 amu, Ar(O) = 16 amu. m(C) = n(C)×M(C) = n(CO 2)×M(C) = ×M(C); m(H) = n(H)×M(H) = 2×n(H2O)×M(H) = ×M(H); Izračunajmo molarne mase ugljični dioksid i vodu. Kao što je poznato, molarna masa molekule jednaka je zbroju relativnih atomskih masa atoma koji čine molekulu (M = Mr): M(CO 2) = Ar(C) + 2×Ar(O) = 12+ 2×16 = 12 + 32 = 44 g/mol; M(H2O) = 2×Ar(H) + Ar(O) = 2×1+ 16 = 2 + 16 = 18 g/mol. m(C) = ×12 = 2,4 g; m(H) = 2 × 3,6 / 18 × 1 = 0,4 g. m(O) = m(C x H y O z) - m(C) - m(H) = 6 - 2,4 - 0,4 = 3,2 g. Idemo definirati kemijska formula veze: x:y:z = m(C)/Ar(C): m(H)/Ar(H): m(O)/Ar(O); x:y:z= 2,4/12:0,4/1:3,2/16; x:y:z= 0,2:0,4:0,2 = 1:2:1. To znači da je najjednostavnija formula spoja CH2O, a molarna masa 30 g/mol. Da bismo pronašli pravu formulu organskog spoja, nalazimo omjer stvarne i rezultirajuće molarne mase: M tvar / M(CH2O) = 180 / 30 = 6. To znači da bi indeksi atoma ugljika, vodika i kisika trebali biti 6 puta veći, tj. formula tvari bit će C6H12O6. Ovo je glukoza ili fruktoza. |
| Odgovor | C6H12O6 |
PRIMJER 2
| Vježbajte | Izvedite najjednostavniju formulu spoja u kojem je maseni udio fosfora 43,66%, a maseni udio kisika 56,34%. |
| Riješenje | Maseni udio elementa X u molekuli sastava NX izračunava se pomoću sljedeće formule: ω (X) = n × Ar (X) / M (HX) × 100 %. Označimo s “x” broj atoma fosfora u molekuli, a s “y” broj atoma kisika. Pronađimo odgovarajućeg rođaka atomske mase elementi fosfora i kisika (vrijednosti relativne atomske mase preuzete iz periodnog sustava D.I. Mendeljejeva, zaokružene na cijele brojeve). Ar(P) = 31; Ar(O) = 16. Postotni sadržaj elemenata dijelimo na pripadajuće relativne atomske mase. Tako ćemo pronaći odnos između broja atoma u molekuli spoja: x:y = ω(P)/Ar(P) : ω(O)/Ar(O); x:y = 43,66/31 : 56,34/16; x:y: = 1,4:3,5 = 1:2,5 = 2:5. To znači da je najjednostavnija formula za spajanje fosfora i kisika P 2 O 5 . To je fosfor (V) oksid. |
| Odgovor | P2O5 |
Pogledajmo najčešće formule kiselina koje se nalaze u udžbenicima:
Lako je primijetiti da je svim kiselinskim formulama zajedničko prisustvo vodikovih atoma (H), koji je na prvom mjestu u formuli.
Određivanje valencije kiselinskog ostatka
Iz gornjeg popisa može se vidjeti da se broj ovih atoma može razlikovati. Kiseline koje sadrže samo jedan atom vodika nazivaju se monobazične (dušična, klorovodična i druge). Sumporna, ugljična i silicijeva kiselina dvobazične su jer njihove formule sadrže dva atoma H. Molekula trobazične fosforne kiseline sadrži tri atoma vodika.
Dakle, količina H u formuli karakterizira bazičnost kiseline.
Atom ili skupina atoma koji se pišu iza vodika nazivaju se kiselinski ostaci. Na primjer, u hidrosulfidna kiselina ostatak se sastoji od jednog atoma - S, a kod fosfora, sumpora i mnogih drugih - od dva, a jedan od njih je nužno kisik (O). Na temelju toga sve se kiseline dijele na one koje sadrže kisik i one bez kisika.
Svaki kiselinski ostatak ima određenu valenciju. Jednak je broju H atoma u molekuli te kiseline. Valencija HCl ostatka je jednaka jedinici, budući da je jednobazna kiselina. Ostaci dušične, perklorne i dušične kiseline imaju istu valenciju. Valencija ostatka sumporne kiseline (SO 4) je dva, budući da u njegovoj formuli postoje dva atoma vodika. Ostatak trovalentne fosforne kiseline.
Kiselinski ostaci – anioni
Osim valencije, kiselinski ostaci imaju naboje i anioni su. Njihovi naboji navedeni su u tablici topljivosti: CO 3 2−, S 2−, Cl− i tako dalje. Imajte na umu: naboj kiselinskog ostatka numerički je jednak njegovoj valenciji. Na primjer, u kremenoj kiselini, čija je formula H 2 SiO 3, kiselinski ostatak SiO 3 ima valenciju II i naboj 2-. Dakle, znajući naboj kiselinskog ostatka, lako je odrediti njegovu valenciju i obrnuto.
Rezimirati. Kiseline su spojevi formirani od atoma vodika i kiselinskih ostataka. Sa stajališta teorije elektrolitičke disocijacije može se dati još jedna definicija: kiseline su elektroliti, u otopinama i talinama kojih su prisutni kationi vodika i anioni kiselinskih ostataka.
Savjeti
Kemijske formule kiselina obično se uče napamet, kao i njihova imena. Ako ste zaboravili koliko atoma vodika ima pojedina formula, ali znate kako izgleda njen kiselinski ostatak, u pomoć će vam priskočiti tablica topljivosti. Naboj ostatka se po modulu podudara s valencijom, a ona s količinom H. Na primjer, sjećate se da je ostatak ugljične kiseline CO 3 . Pomoću tablice topljivosti utvrđujete da joj je naboj 2-, što znači da je dvovalentna, odnosno ugljična kiselina ima formulu H 2 CO 3.
Često dolazi do zabune s formulama sumporne i sumporne, kao i dušične i dušične kiseline. I ovdje postoji jedna točka koja olakšava pamćenje: naziv kiseline iz para u kojem ima više atoma kisika završava na -naya (sumporna, dušična). Kiselina s manje atoma kisika u formuli ima naziv koji završava na -istaya (sumporna, dušična).
Međutim, ovi će savjeti pomoći samo ako su vam formule kiselina poznate. Ponovimo ih opet.
kiseline su složene tvari čije molekule uključuju atome vodika koji se mogu zamijeniti ili zamijeniti za atome metala i kiselinski ostatak.
Na temelju prisutnosti ili odsutnosti kisika u molekuli kiseline se dijele na one koje sadrže kisik.(H 2 SO 4 sumporna kiselina, H 2 SO 3 sumporasta kiselina, HNO 3 dušična kiselina, H 3 PO 4 fosforna kiselina, H 2 CO 3 ugljična kiselina, H 2 SiO 3 silicijeva kiselina) i bez kisika(HF fluorovodična kiselina, HCl klorovodična kiselina (klorovodična kiselina), HBr bromovodična kiselina, HI jodovodična kiselina, H 2 S hidrosulfidna kiselina).
Ovisno o broju atoma vodika u molekuli kiseline, kiseline su jednobazične (s 1 H atomom), dvobazične (s 2 H atoma) i trobazične (s 3 H atoma). Na primjer, dušična kiselina HNO 3 je jednobazna, budući da njezina molekula sadrži jedan atom vodika, sumporna kiselina H 2 SO 4 – dvobazni, itd.
Postoji vrlo malo anorganskih spojeva koji sadrže četiri atoma vodika koji se mogu zamijeniti metalom.
Dio molekule kiseline bez vodika naziva se kiselinski ostatak.
Kiselinski ostaci mogu se sastojati od jednog atoma (-Cl, -Br, -I) - to su jednostavni kiselinski ostaci, ili se mogu sastojati od skupine atoma (-SO 3, -PO 4, -SiO 3) - to su složeni ostaci.
U vodene otopine Tijekom reakcija izmjene i supstitucije, kiseli ostaci se ne uništavaju:
H 2 SO 4 + CuCl 2 → CuSO 4 + 2 HCl
Riječ anhidrid znači bezvodni, to jest, kiselina bez vode. Na primjer,
H 2 SO 4 – H 2 O → SO 3. Anoksične kiseline nemaju anhidride.
Kiseline su dobile ime po nazivu elementa koji stvara kiselinu (agensa za stvaranje kiseline) uz dodatak završetaka "naya" i rjeđe "vaya": H 2 SO 4 - sumporna; H 2 SO 3 – ugljen; H 2 SiO 3 – silicij itd.
Element može tvoriti nekoliko kisikovih kiselina. U ovom slučaju, naznačeni završeci u imenima kiselina bit će kada element pokazuje najveću valenciju (u molekuli kiseline odličan sadržaj atomi kisika). Ako element izlaže niža valencija, završetak u nazivu kiseline bit će "prazan": HNO 3 - dušična, HNO 2 - dušična.
Kiseline se mogu dobiti otapanjem anhidrida u vodi. Ako su anhidridi netopljivi u vodi, kiselina se može dobiti djelovanjem druge više jaka kiselina do soli tražene kiseline. Ova metoda je tipična i za kisikove i za kiseline bez kisika. Kiseline bez kisika također se dobivaju izravnom sintezom iz vodika i nemetala, nakon čega slijedi otapanje dobivenog spoja u vodi:
H2 + Cl2 → 2 HCl;
H 2 + S → H 2 S.
Otopine nastalih plinovitih tvari HCl i H 2 S su kiseline.
Na normalnim uvjetima kiseline dolaze i u tekućem i u krutom stanju.
Kemijska svojstva kiselina
Otopine kiselina djeluju na indikatore. Sve kiseline (osim silicijeve) vrlo su topive u vodi. Posebne tvari - indikatori omogućuju određivanje prisutnosti kiseline.
Indikatori su tvari složene strukture. Mijenjaju svoju boju ovisno o njihovoj interakciji s različitim kemikalije. U neutralnim otopinama imaju jednu boju, u otopinama baza drugu boju. U interakciji s kiselinom mijenjaju boju: indikator metiloranža postaje crven, a indikator lakmusa također postaje crven.
Interakcija s bazama uz stvaranje vode i soli, koja sadrži nepromijenjeni kiselinski ostatak (reakcija neutralizacije):
H 2 SO 4 + Ca(OH) 2 → CaSO 4 + 2 H 2 O.
Interakcija s baznim oksidima uz stvaranje vode i soli (reakcija neutralizacije). Sol sadrži kiselinski ostatak kiseline koja je korištena u reakciji neutralizacije:
H 3 PO 4 + Fe 2 O 3 → 2 FePO 4 + 3 H 2 O.
Interakcija s metalima. Za interakciju kiselina s metalima moraju biti zadovoljeni određeni uvjeti:
1. metal mora biti dovoljno aktivan u odnosu na kiseline (u nizu aktivnosti metala mora se nalaziti ispred vodika). Što je metal dalje lijevo u nizu aktivnosti, to je intenzivnija interakcija s kiselinama;
2. kiselina mora biti dovoljno jaka (tj. sposobna donirati vodikove ione H+).
Kod curenja kemijske reakcije kiseline s metalima, nastaje sol i oslobađa se vodik (osim interakcije metala s dušičnom i koncentriranom sumpornom kiselinom):
Zn + 2HCl → ZnCl2 + H2;
Cu + 4HNO 3 → CuNO 3 + 2 NO 2 + 2 H 2 O.
Još uvijek imate pitanja? Želite li znati više o kiselinama?
Dobiti pomoć od učitelja -.
Prvi sat je besplatan!
blog.site, pri kopiranju materijala u cijelosti ili djelomično, poveznica na izvorni izvor je obavezna.
Imena nekih anorganskih kiselina i soli
| Kisele formule | Nazivi kiselina | Nazivi odgovarajućih soli |
| HClO4 | klor | perklorati |
| HClO3 | hipokloran | klorati |
| HClO2 | klorid | kloriti |
| HClO | hipokloran | hipokloriti |
| H5IO6 | jod | periodati |
| HIO 3 | jodna | jodati |
| H2SO4 | sumporna | sulfati |
| H2SO3 | sumporast | sulfiti |
| H2S2O3 | tiosumpor | tiosulfati |
| H2S4O6 | tetrationski | tetrationati |
| HNO3 | dušik | nitrati |
| HNO2 | dušični | nitriti |
| H3PO4 | ortofosforna | ortofosfati |
| HPO 3 | metafosforni | metafosfati |
| H3PO3 | fosforna | fosfiti |
| H3PO2 | fosforna | hipofosfiti |
| H2CO3 | ugljen | karbonati |
| H2SiO3 | silicij | silikati |
| HMnO4 | mangan | permanganata |
| H2MnO4 | mangan | manganata |
| H2CrO4 | krom | kromati |
| H2Cr2O7 | dvobojni | dikromati |
| HF | vodikov fluorid (fluorid) | fluoridi |
| HCl | solna (solna) | kloridi |
| HBr | bromovodična | bromidi |
| BOK | hidrogen jodid | jodidi |
| H2S | sumporovodik | sulfidi |
| HCN | vodikov cijanid | cijanidi |
| HOCN | cijan | cijanati |
Da vas ukratko podsjetim konkretni primjeri kako pravilno nazvati soli.
Primjer 1. Sol K 2 SO 4 nastaje od ostatka sumporne kiseline (SO 4) i metala K. Soli sumporne kiseline nazivaju se sulfati. K 2 SO 4 - kalijev sulfat.
Primjer 2. FeCl 3 - sol sadrži željezo i ostatak klorovodične kiseline(Cl). Naziv soli: željezov (III) klorid. Imajte na umu: u u ovom slučaju moramo ne samo imenovati metal, već i naznačiti njegovu valenciju (III). U prethodnom primjeru to nije bilo potrebno jer je valencija natrija konstantna.
Važno: naziv soli treba označavati valenciju metala samo ako metal ima promjenjivu valenciju!
Primjer 3. Ba(ClO) 2 - sol sadrži barij i ostatak hipokloričaste kiseline (ClO). Naziv soli: barijev hipoklorit. Valencija metala Ba u svim njegovim spojevima je dvostruka, ne treba je navoditi.
Primjer 4. (NH 4) 2 Cr 2 O 7. Skupina NH 4 naziva se amonij, valencija ove skupine je konstantna. Naziv soli: amonijev dikromat (dikromat).
U navedenim primjerima susreli smo se samo s tzv. srednje ili normalne soli. Ovdje nećemo govoriti o kiselim, bazičnim, dvostrukim i kompleksnim solima, solima organskih kiselina.
Ne podcjenjujte ulogu kiselina u našim životima, jer mnoge od njih su jednostavno nezamjenjive u Svakidašnjica. Prvo, sjetimo se što su kiseline. To su složene tvari. Formula je napisana na sljedeći način: HnA, gdje je H vodik, n je broj atoma, A je kiselinski ostatak.
Glavna svojstva kiselina uključuju sposobnost zamjene molekula atoma vodika s atomima metala. Većina njih nije samo kaustična, već i vrlo otrovna. Ali postoje i oni s kojima se stalno susrećemo, a da ne štete zdravlju: vitamin C, limunska kiselina, mliječna kiselina. Razmotrimo osnovna svojstva kiselina.
Fizička svojstva
Fizička svojstva kiselina često daju tragove njihovom karakteru. Kiseline mogu postojati u tri oblika: krutom, tekućem i plinovitom. Na primjer: dušična (HNO3) i sumporna kiselina (H2SO4) su bezbojne tekućine; borna (H3BO3) i metafosforna (HPO3) su čvrste kiseline. Neki od njih imaju boju i miris. Različite se kiseline različito otapaju u vodi. Postoje i netopljivi: H2SiO3 – silicij. Tekuće tvari imaju kiselkast okus. Neke kiseline su nazvane prema voću u kojem se nalaze: jabučna kiselina, limunska kiselina. Drugi su dobili ime po kemijski elementi sadržane u njima.
Klasifikacija kiselina
Kiseline se obično klasificiraju prema nekoliko kriterija. Prvi se temelji na sadržaju kisika u njima. Naime: koji sadrže kisik (HClO4 - klor) i bez kisika (H2S - sumporovodik).
Po broju atoma vodika (po bazičnosti):
- Monobazni – sadrži jedan atom vodika (HMnO4);
- Dvobazni – ima dva atoma vodika (H2CO3);
- Trobazični, prema tome, imaju tri atoma vodika (H3BO);
- Polibazni - imaju četiri ili više atoma, rijetki su (H4P2O7).
Po klasi kemijski spojevi dijele se na organske i anorganske kiseline. Prvi se uglavnom nalaze u proizvodima biljnog porijekla: octena, mliječna, nikotinska, askorbinska kiselina. Anorganske kiseline uključuju: sumpornu, dušičnu, bornu, arsensku. Raspon njihove primjene vrlo je širok, od industrijskih potreba (proizvodnja boja, elektrolita, keramike, gnojiva itd.) do kuhanja ili čišćenja kanalizacije. Kiseline se također mogu klasificirati prema jačini, hlapljivosti, stabilnosti i topivosti u vodi.
Kemijska svojstva
Pogledajmo glavno Kemijska svojstva kiseline
- Prvi je interakcija s indikatorima. Kao indikatori koriste se lakmus, metiloranž, fenolftalein i univerzalni indikatorski papir. U kiselim otopinama, boja indikatora će promijeniti boju: lakmus i univerzalni ind. papir će postati crven, metiloranž će postati ružičast, fenolftalein će ostati bezbojan.
- Drugi je međudjelovanje kiselina s bazama. Ova reakcija se također naziva neutralizacija. Kiselina reagira s bazom, što rezultira sol + voda. Na primjer: H2SO4+Ca(OH)2=CaSO4+2 H2O.
- Budući da su gotovo sve kiseline vrlo topive u vodi, neutralizacija se može provesti i s topljivim i netopljive baze. Izuzetak je silicijeva kiselina, koja je gotovo netopljiva u vodi. Za njegovu neutralizaciju potrebne su baze poput KOH ili NaOH (topive su u vodi).
- Treći je međudjelovanje kiselina s bazičnim oksidima. Ovdje također dolazi do reakcije neutralizacije. Bazični oksidi su bliski "rođaci" baza, stoga je reakcija ista. Koristimo ih vrlo često oksidirajuća svojstva kiseline Na primjer, za uklanjanje hrđe s cijevi. Kiselina reagira s oksidom stvarajući topljivu sol.
- Četvrto - reakcija s metalima. Ne reagiraju svi metali jednako dobro s kiselinama. Dijele se na aktivne (K, Ba, Ca, Na, Mg, Al, Mn, Zn, Cr, Fe, Ni, Sn. Pb) i neaktivne (Cu, Hg, Ag, Pt, Au). Također je vrijedno obratiti pozornost na snagu kiseline (jaka, slaba). Na primjer, sol i sumporne kiseline sposobni su reagirati sa svim neaktivnim metalima, limunskom kiselinom i oksalna kiselina toliko slabi da vrlo sporo reagiraju čak i s aktivnim metalima.
- Peto, reakcija kiselina koje sadrže kisik na zagrijavanje. Gotovo sve kiseline iz ove skupine zagrijavanjem se razgrađuju na kisikov oksid i vodu. Izuzetak su ugljen (H3PO4) i sumporna kiselina(H2SO4). Zagrijavanjem se raspadaju na vodu i plin. Ovo se mora zapamtiti. To su sva osnovna svojstva kiselina.
