§ 3.2. Кіслоты

Кіслотамі называюць складаныя рэчывы, малекулы якіх утрымліваюць атамы вадароду, здольныя замяшчацца атамамі металаў, і кіслотныя астаткі.

З пазіцый тэорыі электралітычнай дысацыяцыі, асновы якой вы вывучалі ў 9-м класе, кіслотамі з’яўляюцца электраліты, пры дысацыяцыі якіх у якасці катыёнаў утвараюцца толькі катыёны вадароду H⁺.

Менавіта іоны вадароду абумоўліваюць агульныя ўласцівасці кіслот, у той час як іоны кіслотных астаткаў вызначаюць спецыфічныя ўласцівасці.

Класіфікацыя кіслот

Для класіфікацыі кіслот могуць быць выкарыстаны розныя прыкметы (табл. 1.3).

Табліца 1.3. Класіфікацыя кіслот

Так, дзяленне кіслот на аднаасноўныя і шматасноўныя дазваляе гаварыць пра тое, што ў шматасноўных кіслотах на метал можа замяшчацца адзін або некалькі атамаў вадароду. Гэта азначае, што шматасноўныя кіслоты могуць утвараць не толькі сярэднія, але і кіслыя солі, напрыклад: Na₂CO₃ і NaHCO₃, K₂S і KHS.

Дзяленне кіслот на моцныя і слабыя заснавана на тым, што моцныя кіслоты ў растворах цалкам распадаюцца на іоны:

Слабыя кіслоты на іоны распадаюцца нязначна, працэс іх дысацыяцыі — абарачальны:

Больш дэталёва з працэсамі дысацыяцыі кіслот вы азнаёміцеся, вывучаючы матэрыял раздзела IV.

Наменклатура кіслот

Вывучаючы пытанне аб наменклатуры кіслот, у першую чаргу неабходна адрозніваць кіслародзмяшчальныя і бескіслародныя кіслоты. Так, пры складанні назвы бескіслароднай кіслаты перад словамі «вадародная кіслата» дадаюць назву элемента, які ўваходзіць у састаў кіслотнага астатку, напрыклад: HCl — хлоравадародная кіслата, H₂S — серавадародная кіслата.

Назва кіслародзмяшчальнай кіслаты паходзіць ад назвы элемента, да якога дадаецца адпаведны суфікс. Калі атамы элемента, які ўтварае кіслародзмяшчальную кіслату, знаходзяцца ў найвышэйшай ступені акіслення, то кіслародзмяшчальная кіслата мае суфікс -н-, напрыклад  — серная кіслата,  — азотная кіслата,  — хлорная кіслата.

У выпадку існавання атамаў элемента ў некалькіх дадатных ступенях акіслення па меры паніжэння ступені акіслення суфіксы змяняюцца ў наступным парадку: -н-, -ават-, -іст-, -аваціст-. Напрыклад,  — хлорная,  — хларнаватая,  — хлорыстая,  — хларнавацістая кіслоты.

Хімічныя ўласцівасці кіслот

Да агульных уласцівасцей кіслот адносяць уласцівасці, абумоўленыя наяўнасцю іонаў вадароду ў іх растворах: узаемадзеянне з індыкатарамі, а таксама ўтварэнне солей пры ўзаемадзеянні з металамі, асноўнымі і амфатэрнымі аксідамі, асновамі і солямі.

Растворы кіслот мяняюць афарбоўку такіх індыкатараў, як лакмус і метыларанж, на чырвоную.

Акрамя агульных уласцівасцей, кіслоты могуць праяўляць акісляльнааднаўленчыя ўласцівасці за кошт кіслотных астаткаў. Вам, напрыклад, вядомыя некаторыя з такіх рэакцый:

Спосабы атрымання кіслот

Класіфікацыя кіслот па наяўнасці або адсутнасці ў іх саставе кіслароду дазваляе супастаўляць некаторыя спосабы атрымання кіслот.

Так, многія бескіслародныя кіслоты можна атрымаць рэакцыяй злучэння вадароду з неметалам з наступным растварэннем прадукту ў вадзе:

H₂ + Cl₂ = 2HCl;

H₂ + S = H₂S.

Кіслародзмяшчальныя кіслоты атрымліваюць рэакцыяй злучэння адпаведных аксідаў з вадой:

Н₂O + SO₃ = H₂SO₄;

3Н₂O + Р₂О₅ = 2H₃PO₄.

Паколькі SiO₂ з вадой не ўзаемадзейнічае, для атрымання крэмніевай кіслаты спачатку атрымліваюць растваральную соль металу і толькі потым кіслату рэакцыяй абмену з больш моцнай кіслатой:

SiO₂ + 2NaOH_{(канц. р-р)} Na₂SiO₃ + H₂O;

Na₂SiO₃ + H₂SO₄ = H₂SiO₃↓ + Na₂SO₄.

Як кіслародзмяшчальныя, так і бескіслародныя кіслоты часта можна атрымаць рэакцыяй абмену. Рэакцыя абмену можа працякаць у растворы паміж соллю, у састаў якой уваходзіць патрэбны кіслотны астатак, і іншай кіслатой; прычым умовай працякання рэакцыі з’яўляецца ўтварэнне слабай кіслаты, лятучай кіслаты або нерастваральнай солі:

Na₂SiO₃ + 2HCl = H₂SiO₃↓ + 2NaCl;

Na₂S + 2HCl = 2NaCl + H₂S↑;

BaCl₂ + H₂SO₄ = BaSO₄↓ + 2HCl.

Рэакцыя абмену магчымая пры ўзаемадзеянні цвёрдых солей і нелятучай канцэнтраванай сернай кіслаты пры награванні:

NaCl_(цв) + H₂SO_4(канц) HCl↑ + NaHSO₄

або 2NaCl_(цв) + H₂SO_4(канц) 2HCl↑ + Na₂SO₄;

NaNO_3(цв) + H₂SO_4(канц) HNO₃↑ + NaHSO₄

або 2NaNO_3(цв) + H₂SO_4(канц) 2HNO₃↑ + Na₂SO₄;

CH₃COONa_(цв) + H₂SO_{4(1 : 1)} CH₃COOН↑ + NaHSO₄.

Варта адзначыць, што ў прамысловасці атрыманне кіслот часта з’яўляецца шматстадыйным працэсам. Напрыклад, адзін з прамысловых спосабаў атрымання сернай кіслаты ўключае тры стадыі:

FeS₂ → SO₂ → SO₃ → H₂SO₄.

Пытанні, заданні, задачы

1. Пералічыце:

• а) прыкметы, па якіх класіфікуюць кіслоты;
• б) спосабы атрымання кіслот;
• в) агульныя хімічныя ўласцівасці кіслот.

2. Укажыце формулы:

• а) моцных кіслот — HF, HCl, H₂S, HВr;
• б) слабых кіслот — HNO₃, H₂SO₄, H₂SO₃, H₂CO₃.

3. Назавіце кіслоты, формулы якіх:

• а) HF, HCl, H₂S, H₂Se, HВr, HI;
• б) H₂CO₃, HNO₃, H₂SO₄, H₂SO₃, H₃PO₄.

4. Дайце характарыстыку па ўсіх класіфікацыйных прыкметах (табл. 1.3):

• а) сернай кіслаты;
• б) серавадароднай кіслаты.

5. Складзіце ўраўненні рэакцый:

• а) азотнай кіслаты з рэчывамі: гідраксід натрыю, аксід алюмінію, карбанат калію;
• б) салянай кіслаты з рэчывамі: жалеза, аксід жалеза(III), аксід жалеза(II, III), карбанат кальцыю.

6. Прапануйце па два спосабы атрымання кожнай з кіслот — HCl і H₂SO₃. Напішыце ўраўненні адпаведных рэакцый.

7. Масавая доля кіслароду ў моцнай кіслаце саставу Н₂ЭО₄ роўная 44,14 %. Вызначце элемент Э ў саставе кіслаты.

8. Складзіце ўраўненні рэакцый паводле схемы:

• а) KCl HCl MgCl₂ MgСО₃ MgSO₄;
• б) CH₃COOН CH₃COONa CH₃COOН … …

9. За суткі ў страўніку дарослага чалавека выпрацоўваецца каля 2 дм³ страўнікавага соку, малярная канцэнтрацыя хлоравадароду ў ім складае 16 ммоль/дм³. Вызначце колькасць (моль) і масу (г) НСl у такой порцыі страўнікавага соку.

10. Вызначце аб’ём воцату, неабходны для таго, каб «пагасіць» палову чайнай лыжкі пітной соды. Выкарыстоўвайце наступныя дадзеныя: маса NaHCO₃ роўная 2,5 г, масавая доля воцатнай кіслаты — 9 %, шчыльнасць воцату — 1,011 г/см³.

Самакантроль

1. Укажыце формулы кіслот:

• а) HNO₂;
• б) K₂SO₄;
• в) KHSO₄;
• г) H₂S.

2. Кіслата саставу H₃PO₄ з’яўляецца:

• а) кіслародзмяшчальнай;
• б) моцнай;
• в) шматасноўнай;
• г) трохасноўнай.

3. Саляная кіслата рэагуе з:

• а) HNO₂;
• б) K₂СOз;
• в) Аl₂O₃;
• г) H₂S.

4. Сума каэфіцыентаў ва ўраўненні рэакцыі карбанату кальцыю з азотнай кіслатой роўная:

• а) 4;
• б) 5;
• в) 6;
• г) 7.

5. Іоннаму ўраўненню H⁺ + OH^– = H₂O адпавядае ўзаемадзеянне водных раствораў:

• а) HNO₂ і NaOH;
• б) H₂SO₄ і Ba(OH)₂;
• в) HNO₃ і NaOH;
• г) H₂SO₄ і KOH.