Формулы кислот и солей и их названия. Химические свойства кислот

Содержание

Оксиды, соли, основания, кислоты. Свойства оксидов, оснований, кислот, солей

Современная химическая наука представляет собой множество разнообразных отраслей, и каждая из них, помимо теоретической базы, имеет большое прикладное значение, практическое. Чего ни коснись, все кругом — продукты химического производства. Главные разделы — это неорганическая и органическая химия. Рассмотрим, какие основные классы веществ относят к неорганическим и какими свойствами они обладают.

Главные категории неорганических соединений

К таковым принято относить следующие:

Каждый из классов представлен большим разнообразием соединений неорганической природы и имеет значение практически в любой структуре хозяйственной и промышленной деятельности человека. Все главные свойства, характерные для этих соединений, нахождение в природе и получение изучаются в школьном курсе химии в обязательном порядке, в 8-11 классах.

Существует общая таблица оксидов, солей, оснований, кислот, в которой представлены примеры каждого из веществ и их агрегатное состояние, нахождение в природе. А также показаны взаимодействия, описывающие химические свойства. Однако мы рассмотрим каждый из классов отдельно и более подробно.

Группа соединений — оксиды

Оксиды — это класс неорганических соединений, состоящих из двух элементов (бинарных), один из которых всегда О (кислород) с низшей степенью окисления -2, стоящий на втором месте в эмпирической формуле вещества. Пример: N2О5,СаО и так далее.

Оксиды классифицируются следующим образом.

I. Несолеобразующие — не способны образовывать соли.

II. Солеобразующие — способны образовывать соли (с основаниями, амфотерными соединениями, друг с другом, кислотами).

  1. Кислотные — при попадании в воду образуют кислоты. Образованы неметаллами чаще всего либо металлами с высокой СО (степенью окисления).
  2. Основные — при попадании в воду образуют основания. Образованы элементами-металлами.
  3. Амфотерные — проявляют кислотно-основную двойную природу, которая определяется условиями реакции. Образованы переходными металлами.
  4. Смешанные — часто относятся к солям и образованы элементами в нескольких степенях окисления.

Высший оксид — это оксид, в котором образующий элемент находится в максимальной степени окисления. Пример: Te +6 .Для теллура максимальная степень окисления +6, значит TeO3 — высший оксид для этого элемента. В периодической системе под каждой группой элементов подписана общая эмпирическая формула, отражающая высший оксид для всех элементов, находящихся в этой группе, но только главной подгруппе. Например, под первой группой элементов (щелочные металлы) стоит формула вида R2O, что обозначает, что все элементы главной подгруппы в этой группе будут иметь именно такую формулу высшего оксида. Пример: Rb2О, Cs2O и так далее.

При растворении высшего оксида в воде мы получим соответствующий гидроксид (щелочь, кислоту или амфотерный гидроксид).

Характеристика оксидов

Оксиды способны существовать во всех агрегатных состояниях при обычных условиях. Большинство из них находится в твердом кристаллическом или порошкообразном виде (СаО, SiO2), некоторые КО (кислотные оксиды) встречаются в виде жидкостей (Mn2O7), а также газов (NO, NO2). Это объясняется строением кристаллической решетки. Отсюда и разница в температурах кипения и плавления, которые варьируются у разных представителей от -272 0 С до +70-80 0 С (иногда и выше). Растворимость в воде различна.

  1. Растворимые — основные оксиды металлов, называемых щелочными, щелочноземельными, и все кислотные, кроме оксида кремния (IV).
  2. Нерастворимые — амфотерные оксиды, все остальные основные и SiO2.
Читать еще:  Игры по wifi android. Любимые игры с друзьями по сети на андроид

С чем оксиды взаимодействуют?

Оксиды, соли, основания, кислоты проявляют схожие свойства. Общие свойства практически всех оксидов (кроме несолеобразующих) — это способность в результате определенных взаимодействий образовывать различные соли. Однако для каждой группы оксидов характерны свои особые химические характеристики, отражающие свойства.

1. Реакции с водой: образование щелочей (оксиды щелочных и щелочноземельных металлов)

Fr2O + вода = 2FrOH

2. Реакции с кислотами: образование солей и воды

кислота + Me +n O = H2O + соль

3. Реакции с КО, образование соли

4. Реакции, в результате которых элементы меняют СО

Me +n O + C = Me 0 + CO

1. Реагент вода: образование кислот (SiO2исключение)

КО + вода = кислота

2. Реакции с основаниями:

3. Реакции с основными оксидами: образование соли

CO2 + 2Ca = C + 2CaO,

Проявляют двойные свойства, взаимодействуют по принципу кислотно-основного метода (с кислотами, щелочами, основными оксидами, кислотными оксидами). С водой во взаимодействие не вступают.

1. С кислотами: образование солей и воды

АО + кислота = соль + Н2О

2. С основаниями (щелочами): образование гидроксокомплексов

3. Реакции с кислотными оксидами: получение солей

4. Реакции с ОО: образование солей, сплавление

5. Реакции сплавления с щелочами и карбонатами щелочных металлов: образование солей

Каждый высший оксид, образованный как металлом, так и неметаллом, растворяясь в воде, дает сильную кислоту или щелочь.

Кислоты органические и неорганические

В классическом звучании (основываясь на позициях ЭД — электролитической диссоциации — Сванте Аррениуса) кислоты — это соединения, в водной среде диссоциирующие на катионы Н + и анионы остатков кислоты An — . Однако сегодня тщательно изучены кислоты и в безводных условиях, поэтому существует много разных теорий для гидроксидов.

Эмпирические формулы оксидов, оснований, кислот, солей складываются только из символов, элементов и индексов, указывающих их количество в веществе. Например, неорганические кислоты выражаются формулой H + кислотный остаток n- . Органические вещества имеют другое теоретическое отображение. Помимо эмпирической, для них можно записать полную и сокращенную структурную формулу, которая будет отражать не только состав и количество молекулы, но и порядок расположения атомов, их связь между собой и главную функциональную группу для карбоновых кислот -СООН.

В неорганике все кислоты делятся на две группы:

  • бескислородные — HBr, HCN, HCL и другие;
  • кислородсодержащие (оксокислоты) — HClO3и все, где есть кислород.

Также неорганические кислоты классифицируются по стабильности (стабильные или устойчивые — все, кроме угольной и сернистой, нестабильные или неустойчивые — угольная и сернистая). По силе кислоты могут быть сильными: серная, соляная, азотная, хлорная и другие, а также слабыми: сероводородная, хлорноватистая и другие.

Совсем не такое разнообразие предлагает органическая химия. Кислоты, которые имеют органическую природу, относятся к карбоновым кислотам. Их общая особенность — наличие функциональной группы -СООН. Например, НСООН (муравьиная), СН3СООН (уксусная), С17Н35СООН (стеариновая) и другие.

Существует ряд кислот, на которые особенно тщательно делается упор при рассмотрении данной темы в школьном курсе химии.

  1. Соляная.
  2. Азотная.
  3. Ортофосфорная.
  4. Бромоводородная.
  5. Угольная.
  6. Иодоводородная.
  7. Серная.
  8. Уксусная, или этановая.
  9. Бутановая, или масляная.
  10. Бензойная.

Данные 10 кислот по химии являются основополагающими веществами соответствующего класса как в школьном курсе, так и в целом в промышленности и синтезах.

Свойства неорганических кислот

К основным физическим свойствам нужно отнести в первую очередь различное агрегатное состояние. Ведь существует ряд кислот, имеющих вид кристаллов или порошков (борная, ортофосфорная) при обычных условиях. Подавляющее большинство же известных неорганических кислот представляет собой разные жидкости. Температуры кипения и плавления также варьируются.

Кислоты способны вызывать тяжелые ожоги, так как обладают силой, разрушающей органические ткани и кожный покров. Для обнаружения кислот используют индикаторы:

  • метилоранж (в обычной среде — оранжевый, в кислотах — красный),
  • лакмус (в нейтральной — фиолетовый, в кислотах — красный) или некоторые другие.

К важнейшим химическим свойствам можно отнести способность вступать во взаимодействие как с простыми, так и со сложными веществами.

1. С простыми веществами-металлами. Обязательное условие: металл должен стоять в ЭХРНМ до водорода, так как металлы, стоящие после водорода, не способны вытеснить его из состава кислот. В результате реакции всегда образуется водород в виде газа и соль.

Читать еще:  Краткое описание главы бэла герой нашего времени. План главы бэла

2. С основаниями. Итогом реакции являются соль и вода. Подобные реакции сильных кислот с щелочами носят название реакций нейтрализации.

Любая кислота (сильная) + растворимое основание = соль и вода

2HNO2 + гидроксид бериллия = Be(NO2)2(соль средняя) + 2H2O

2HCL + FeO = хлорид железа (II) + H2O

6. С солями, образованными более слабыми кислотами. Итоговый эффект: соль и слабая кислота.

2HBr + MgCO3 = бромид магния + H2O + CO2

При взаимодействии с металлами одинаково реагируют не все кислоты. Химия (9 класс) в школе предполагает весьма неглубокое изучение таких реакций, однако и на таком уровне рассматриваются специфические свойства концентрированной азотной и серной кислоты при взаимодействии с металлами.

Гидроксиды: щелочи, амфотерные и нерастворимые основания

Оксиды, соли, основания, кислоты — все эти классы веществ имеют общую химическую природу, объясняющуюся строением кристаллической решетки, а также взаимным влиянием атомов в составе молекул. Однако если для оксидов можно было дать вполне конкретное определение, то для кислот и оснований это сделать сложнее.

Так же, как и кислоты, основаниями по теории ЭД называются вещества, способные в водном растворе распадаться на катионы металлов Ме n+ и анионы гидроксогрупп ОН — .

Разделить на категории основания можно следующим образом:

  • Растворимые или щелочи (сильные основания, изменяющие цвет индикаторов). Образованы металлами I, II групп. Пример: КОН, NaOH, LiOH (то есть учитываются элементы только главных подгрупп);
  • Малорастворимые или нерастворимые (средней силы, не изменяющие окраску индикаторов). Пример: гидроксид магния, железа (II), (III) и другие.
  • Молекулярные (слабые основания, в водной среде обратимо диссоциируют на ионы-молекулы). Пример: N2H4,амины, аммиак.
  • Амфотерные гидроксиды (проявляют двойственные основно-кислотные свойства). Пример: гидроксид алюминия, берилия, цинка и так далее.

Каждая представленная группа изучается в школьном курсе химии в разделе «Основания». Химия 8-9 класса подразумевает подробное изучение щелочей и малорастворимых соединений.

Главные характерные свойства оснований

Все щелочи и малорастворимые соединения находятся в природе в твердом кристаллическом состоянии. При этом температуры плавления их, как правило, невысоки, и малорастворимые гидроксиды разлагаются при нагревании. Цвет оснований разный. Если щелочи белого цвета, то кристаллы малорастворимых и молекулярных оснований могут быть самой различной окраски. Растворимость большинства соединений данного класса можно посмотреть в таблице, в которой представлены формулы оксидов, оснований, кислот, солей, показана их растворимость.

Щелочи способны изменять окраску индикаторов следующим образом: фенолфталеин — малиновый, метилоранж — желтый. Это обеспечивается свободным присутствием гидроксогрупп в растворе. Именно поэтому малорастворимые основания такой реакции не дают.

Химические свойства каждой группы оснований различны.

Кислоты — классификация, свойства, получение и применение.

Кислоты (неорганические, минеральные) — это сложные соединения состоящие из катиона водорода (H + ) и аниона кислотного остатка(SO3 2- , SO4 2- , NO3 — и т.д).

Кислотам дали такое название не просто так. Большинство из них имеют кислый вкус. С некоторыми из них знаком каждый из вас. Это, например, уксусная кислота, которая есть в каждом доме, аскорбиновая кислота (она же витамин C), лимонная кислота и т.д. Но не стоит все кислоты пробовать на вкус. Кислоты являются очень едкими веществами. Даже всем нам привычная и известная аскорбиновая кислота в большой концентрации будет вредна нашему организму. А от более сильных кислот — серной, соляной и даже уксусной — можно получить очень сильные ожоги, вплоть до летального исхода. Поэтому при работе с кислотами нужно быть осторожными, а также соблюдать технику безопасности.

Таблица названий некоторых кислот и их солей

Классификация кислот

Понятие «одноосновная кислота» произошло по причине того, что для нейтрализации одной молекулы одноосновной кислоты нам понадобится одна молекула основания. для двухосновной — соответственно две молекулы и т. д.

Свойства кислот

Изменение цвета индикаторов в кислой среде

Химические свойства кислот

  • Взаимодействие с металлами (в ряду активности находящихся до водорода), протекает с выделением газообразного водорода и образованием солей:

H2SO4 + 2Na → Na2SO4 + H2

Металлы, находящиеся в ряду активности после водорода, не вступают в реакцию с кислотой (кроме концентрированной серной кислоты).

Азотная и концентрированная серная кислоты проявляют свойства окислителей, и продукты реакций будут зависеть от концентрации, температуры и природы восстановителя.

  • Взаимодействуют с оксидами основных и амфотерных металлов с образованием солей и воды:
Читать еще:  Гора: сонник. К чему снятся горы

H2SO4 + MgO → MgSO4 + H2O

  • С основаниями, с образованием солей и воды (так называемая реакция нейтрализации):

H2SO4 + 2NaOH → Na2SO4 + H2O

  • Кислоты могут взаимодействовать с солями, если в результате реакции будет образовываться нерастворимая соль, или выделяться газ:

H2SO4 + K2CO3 → K2SO4 + H2O + CO2

  • Сильные кислоты могут вытеснять из солей более слабые кислоты:

3H2SO4 + 2K3PO4 → 3K2SO4 + H3PO4

Получение кислот

  • Взаимодействие кислотного оксида с водой:

H2O + SO3 →H2SO4

  • Взаимодействие водорода и неметалла:

H2 + Cl2 → 2HCl

  • Вытеснение слабой кислоты из солей, более сильной кислотой:

3H2SO4 + 2K3PO4 → 3K2SO4 + H3PO4

Применение кислот

В настоящее время, минеральные и органические кислоты находят множество сфер применения.

Серная кислота (H2SO4), находит широкое применение в химической технологии, для производства лакокрасочных материалов, производстве минеральных удобрений, в пищевой промышленности (пищевая добавка Е513), в качестве электролита в производстве аккумуляторных батарей.

Раствор двухромовокислого калия в серной кислоте (хромовая смесь) используются в лабораториях для мытья химической посуды. Являясь сильным окислителем, хромка позволяет отмывать посуду от следов загрязнений органическими веществами. Так же, хромовая смесь используется в органическом синтезе.

Борная кислота (H3BO3) используется в медицине как антисептик, в качестве флюса при пайке металлов, как борсодержащее удобрение, в домашнем хозяйстве используется как средство от тараканов.

Широко известны в домашнем использовании при выпечке уксусная и лимонная кислоты. Также в быту их используют для удаления накипи.

Знакомая всем с детства аскорбиновая кислота, более известная в народе как витамин С, применяется при лечении простудных заболеваний.

Азотная кислота (HNO3) находит применение при производстве взрывчатых веществ, при производстве минеральных азотсодержащих удобрений (аммиачная, калиевая селитра), в производстве лекарственных средств (нитроглицерин).

Кислоты — классификация, получение и свойства

Общая формула кислот HnAc, где n – число атомов водорода, равное заряду иона кислотного остатка, Ac — кислотный остаток.

Классификация кислот

Сила кислот убывает в ряду:

Кислородосодержащие кислоты и соответствующие кислотные оксиды

Физические свойства кислот

Многие кислоты, например серная, азотная, соляная – это бесцветные жидкости. известны также твёрдые кислоты: ортофосфорная, метафосфорная HPO3, борная H3BO3. Почти все кислоты растворимы в воде. Пример нерастворимой кислоты – кремниевая H2SiO3.

Получение кислот

1) Взаимодействие простых веществ
(получают бескислородные кислоты)
H2 + Cl2 = 2HCl,

2) Взаимодействие кислотных оксидов с водой
(получают кислородсодержащие кислоты)
SO3 + H2O = H2SO4,

3) Взаимодействие солей с растворами сильных кислот
(получают слабые кислоты)
Na2SiO3 + 2HCl = H2SiO3 + 2NaCl,

4) Электролиз водных растворов солей

Химические свойства кислот

1) Растворы кислот кислые на вкус, изменяют окраску индикаторов:
лакмуса в красный цвет, метилового оранжевого – в розовый, цвет фенолфталеина не изменяется.

В водном растворе растворимые кислоты диссоциируют, образуя ион водорода, и кислотный остаток:

Многоосновные кислоты диссоциируют ступенчато:

2) Взаимодействие с металлами

Водород из кислот-неокислителей могут вытеснять только металлы, стоящие в электрохимическом ряду напряжений металлов до водорода.

Кислоты-окислители — азотная и серная конц., реагируют с металлами по-другому, потому что в качестве окислителя выступает элемент кислотного остатка, а не водород!

3) Взаимодействие с основными оксидами

(если образуется растворимая соль)

4) Взаимодействие с основаниями (реакция нейтрализации)

Многоосновные кислоты образуют кислые и средние соли:

5) Взаимодействие с солями

Реакции с солями происходят только в том случае, если в результате химического превращения образуется малодиссоциирующее вещество, выделяется газ или выпадает осадок.

В этом случае выделяется углекислый газ и образуется малодиссоциирующее вещество – вода.

Реакция происходит, так как образуется осадок.

6) Специфические свойства кислот

Связаны с окислительно-восстановительными реакциями, бескислородные кислоты в растворе могут только окисляться (проявлять восстановительные свойства):

2KMn +7 O4 + 16HCl — = Cl2 0 + 2KCl + 2Mn +2 Cl2 + 8H2O,

Кислородсодержащие кислоты могут окисляться (проявлять восстановительные свойства), только когда центральный атом в них находится в промежуточной степени окисления, как, например, в сернистой кислоте:

Если центральный атом находится в максимальной степени окисления, то кислоты проявляют окислительные свойства, например, взаимодействие с металлами и неметаллами:

Источники:

http://fb.ru/article/163030/oksidyi-soli-osnovaniya-kislotyi-svoystva-oksidov-osnovaniy-kislot-soley

http://in-chemistry.ru/kisloty-klassifikatsiya-svojstva-poluchenie-primenenie

Кислоты — классификация, получение и свойства

Ссылка на основную публикацию
Статьи на тему:

Adblock
detector