Конспект урока: Кислоты. Соли

Кислоты

Соединения этого класса, в полном соответствии с названием, характеризуются кислым вкусом. Вспомните, например, вкус лимона, обусловленный содержанием в нем лимонной кислоты. Однако распознавать кислоты с помощью рецепторов языка запрещают правила техники безопасности. Как же тогда распознать кислоты?

Обратите внимание, что все кислоты обязательно содержат водород, который в формуле стоит на первом месте. 

Номенклатура кислот

Классифицировать кислоты можно по наличию в них кислорода, также от этого зависит название кислоты:

• Бескислородные кислоты (HCl, H₂S)

Чтобы составить название необходимо соблюдать последовательность: неметалл-о-водородная кислота. Например: НСl – хлороводородная кислота.
 

• Кислородсодержащие кислоты (HNO₃, H₂SiO₃)

Чтобы составить название необходимо определить в какой валентности находится неметалл, отличный от водорода и кислорода: 

1. Если валентность высшая: неметалл – н – ая кислота

Например, рассмотрим H₂SO₄ – сера в высшей валентности (VI), значит название будет звучать: серная кислота

2. Если элемент находится не в высшей и не в низшей валентности: неметалл – ист – ая кислота

Например, рассмотрим H₂SO₃ – сера в промежуточной валентности (IV), значит название будет звучать: сернистая кислота
 

Как уже было сказано выше, обязательным элементом кислоты является водород, а всю остальную часть формулы называют кислотным остатком.

Например, у НBr кислотным остатком является Br, а у Н₃РО₄ кислотный остаток РО₄. Как правило, кислотные остатки образуют элементы – неметаллы (сера, углерод, азот, все галогены), а валентность кислотного остатка равна числу атомов водорода в кислоте.

Таблица 1.  Кислородсодержащие кислоты и кислотные остатки

Таблица 2. Бескислородные кислоты и кислотные остатки

Физические свойства кислот

Большинство кислот - жидкие вещества. Но известны и твердые кислоты: фосфорная, метафосфорная, борная. Почти все растворимы в воде, нерастворима только кремниевая кислота H₂SiO₃.
 

Угольная и сернистая кислоты — Н₂СO₃ и H₂SO₃ — в свободном виде не существуют, очень слабые, они разлагаются на воду и соответствующий оксид (газ):

${\mathrm{H}}_2{\mathrm{CO}}_3 \to {\mathrm{CO}}_2\uparrow + {\mathrm{H}}_2\mathrm{O}$,

${\mathrm{H}}_2{\mathrm{SO}}_3 \to {\mathrm{SO}}_2\uparrow + {\mathrm{H}}_2\mathrm{O}$.

Рис.1. Кислоты: а — азотная; б — осадок кремниевой кислоты; в — фосфорная кислота

Давайте снова вспомним вкус лимона – какой он? Кислый, за счет находящейся в его составе лимонной кислоты. Все кислоты кислые на вкус, но не все стоит пробовать, так как многие из них ядовиты и потому опасны: серная кислота способна оставить ожоги, а один полный вдох паров синильной кислоты (HCN) приводит к потере сознания и смерти через 1-2 минуты. Поэтому распознавать концентрированные кислоты на вкус не решится ни один химик.

Как же можно распознать кислоты, не пробуя их на вкус? Их растворы дают кислую среду, которую можно определить с помощью специальных «химических рецепторов» – индикаторов. В зависимости от среды они меняют цвет.

А вот кремниевую кислоту H₂SiО₃, поскольку она нерастворима в воде, так распознавать нельзя.

 

Шкала, характеризующая среду раствора, называется pH (пэ-аш). Она определяется концентрацией ионов водорода в растворе: чем pН больше, тем меньше ионов водорода содержит раствор. Нейтральная среда раствора имеет pH = 7, щелочная pH > 7, кислая pH< 7.

Рис.2. Шкала pH и окраска универсального индикатора в различных средах.

Многообразие кислот

В природе встречается множество кислот: лимонная кислота в лимонах, яблочная кислота в яблоках, щавелевая кислота в листьях щавеля. Муравьи защищаются от врагов, разбрызгивая едкие капельки, содержащие муравьиную кислоту. Она же содержится в пчелином яде и в жгучих волосках крапивы.

Рис. 3. Кислоты в природе

При скисании виноградного сока получается уксусная кислота (СН₃СООН), а при скисании молока — молочная кислота. Та же самая молочная кислота образуется при квашении капусты и при силосовании кормов для скота. 

Многие кислоты нужны в народном хозяйстве в огромных количествах, производство этих веществ называют много тоннажным. К их числу относят серную и соляную кислоты.

Серная кислота H₂SO₄ — бесцветная жидкость, вязкая, как масло, не имеющая запаха, почти вдвое тяжелее воды. Серная кислота поглощает влагу из воздуха и других газов. Это свойство серной кислоты используют для осушения веществ.

Серная кислота одна из самых опасных, так как обугливает древесину, кожу, ткани.

Рис.4. Концентрированная серная кислота обугливает сахар

При смешивании серной кислоты с водой выделяется большое количество теплоты. Если воду вливать в серную кислоту, то вода, не успев смешаться с кислотой, может закипеть и выбросить брызги серной кислоты на руки и лицо работающего. Чтобы этого не случилось, при растворении серной кислоты нужно вливать ее тонкой струей в воду и постоянно перемешивать. 

Рис.5. Разбавление концентрированной серной кислоты водой.

Соляная кислота (HCl) – входит в состав желудочного сока человека, выполняет ряд важных функций: убивает бактерии, попадающие в желудок вместе с пищей, и помогает переваривать пищу. Желудок готовится к приёму пищи заранее: лишь только мы начинаем жевать пищу, он выделяет желудочный сок, содержащий соляную кислоту. Вот почему не рекомендуется жевать жевательную резинку на голодный желудок, так как выделяющийся сок может повредить стенки органа.

Рис.6. Действие соляной кислоты на желудок.