Химические свойства кислот

1. Действие растворов кислот на индикаторы. Практически все кислоты (кроме кремниевой) хорошо растворимы в воде. Растворы кислот в воде изменяют окраску специальных веществ — индикаторов. По окраске индикаторов определяют присутствие кислоты. Индикатор лакмус окрашивается растворами кислот в красный цвет, индикатор метиловый оранжевый — тоже в красный цвет.

Индикаторы представляют собой вещества сложного строения. В растворах оснований и в нейтральных растворах они имеют иную окраску, чем в растворах кислот.

2. Взаимодействие кислот с основаниями. Эта реакция называется реакцией нейтрализации. Кислота реагируют с основанием с образованием соли, в которой всегда в неизменном виде обнаруживается кислотный остаток. Вторым продуктом реакции нейтрализации обязательно является вода. Например:

H2SO4+Ca (OH)2=CaSO4+2 H2O.

H3PO4+Fe (OH)3=FePO4+3 H2O.

HCl + KOH = KCl + H2O.

Для реакций нейтрализации достаточно, чтобы хотя бы одно из реагирующих веществ было растворимо в воде.

Поскольку практически все кислоты растворимы в воде, они вступают в реакции нейтрализации не только с растворимыми, но и с нерастворимыми основаниями.

Исключением является кремниевая кислота, которая плохо растворима в воде и поэтому может реагировать только с растворимыми основаниями — такими как NaOH и KOH:

H2SiO3 + 2 NaOH = Na2SiO3 + 2H2O.

• 3. Взаимодействие кислот с основными оксидами. Поскольку основные оксиды — ближайшие родственники оснований — с ними кислоты также вступают в реакции нейтрализации:
• 2 HCl+CaO=CaCl2+H2O
• 2 H3PO4+ Fe2O3=2 FePO4 +3 H2O

Как и в случае реакций с основаниями, с основными оксидами кислоты образуют соль и воду. Соль содержит кислотный остаток той кислоты, которая использовалась в реакции нейтрализации.

Например, фосфорную кислоту используют для очистки железа от ржавчины (оксидов железа). Фосфорная кислота, убирая с поверхности металла его оксид, с самим железом реагирует очень медленно. Оксид железа превращается в растворимую соль FePO4, которую смывают водой вместе с остатками кислоты.

4. Взаимодействие кислот с металлами. Для взаимодействия кислот с металлом должны выполняться некоторые условия (в отличие от реакций кислот с основаниями и основными оксидами, которые идут практически всегда). Во-первых, металл должен быть достаточно активным (реакционноспособным) по отношению к кислотам. Например, золото, серебро, ртуть и некоторые другие металлы с кислотами не реагируют.

Такие металлы как натрий, кальций, цинк — напротив — реагируют очень активно с выделением газообразного водорода и большого количества тепла.

HCl + Hg =не образуется.

2 HCl +2 Na =2 NaCl +H2.

H2SO4+Zn =ZnSO4+ H2.

По реакционной способности в отношении кислот все металлы располагаются в ряд активности металлов. Слева находятся наиболее активные металлы, справа — неактивные. Чем левее находится металл в ряду активности, тем интенсивнее он взаимодействует с кислотами.

Во-вторых, кислота должна быть достаточно сильной, чтобы реагировать даже с металлом из левой части. Под силой кислоты понимают ее способность отдавать ионы водорода H+.

Например, кислоты растений (яблочная, лимонная, щавелевая и т. д.) являются слабыми кислотами и очень медленно реагируют с такими металлами как цинк, хром, железо, никель, олово, свинец (хотя с основаниями и оксидами металлов они способны реагировать).

С другой стороны, такие сильные кислоты как серная или соляная (хлороводородная) способны реагировать со всеми металлами из левой части.

В связи с этим существует еще одна классификация кислот — по силе.

Классификация на сильные и слабые кислоты Сильные кислоты: HCl хлороводородная, HI иодоводородная,.

HBr бромоводородная, H2SO4 серная, HNO3 азотная.

Слабые кислоты: HF фтороводородная, H3PO4 фосфорная,.

H2SO3 сернистая, H2S сероводородная, H2CO3 угольная,.

H2SiO3 кремниевая Следует помнить, что в реакциях кислот с металлами есть одно важное исключение.

При взаимодействии металлов с азотной кислотой водород не выделяется. Это связано с тем, что азотная кислота содержит в своей молекуле сильный окислитель — азот в степени окисления +5. Поэтому с металлами в первую очередь реагирует более активный окислитель N+5, а не H+, как в других кислотах. Выделяющийся все же в каком-то количестве водород немедленно окисляется и не выделяется в виде газа.

Это же наблюдается и для реакций концентрированной серной кислоты, в молекуле которой сера S+6 также выступает в роли главного окислителя. Состав продуктов в этих окислительно-восстановительных реакциях зависит от многих факторов: активности металла, концентрации кислоты, температуры. Например:

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

• 3 Cu + 8HNO3(разб.) = 3 Cu (NO3)2 + 2 NO + 4 H2O
• 8 K + 5 H2SO4(конц.) = 4 K2SO4 + H2S + 4 H2O
• 3 Zn + 4 H2SO4(конц.) = 3 ZnSO4 + S + 4 H2O

Есть металлы, которые реагируют с разбавленными кислотами, но не реагирует с концентрированными (т.е. безводными) кислотами — серной кислотой и азотной кислотой.

Эти металлы — Al, Fe, Cr, Ni и некоторые другие — при контакте с безводными кислотами сразу же покрываются продуктами окисления (пассивируются). Продукты окисления, образующие прочные пленки, могут растворяться в водных растворах кислот, но нерастворимы в кислотах концентрированных.

Это обстоятельство используют в промышленности. Например, концентрированную серную кислоту хранят и перевозят в железных бочках.

Применение Кислоты — необходимые для жизни человека химические соединения.

Н-р: бактерицидным действием обладает уксусная кислота. Именно поэтому ее раствор используют при консервировании продуктов.

Серная, азотная, соляная и фосфорная кислоты — важнейшие продукты химической промышленности. Можно смело сказать, что серная кислота известна наибольшему числу людей. По разнообразию применения и объему промышленного производства она занимает первое место среди всех кислот.

Применение кислот часто происходит на производствах и в быту. Среди применяемых в быту кислот выделяют: азотную, соляную, фосфорную.