Hbr кислота название. Названия и формулы важнейших кислот и солей
| Кислота | Кислотный остаток | ||
| Формула | Название | Формула | Название |
| HBr | бромоводородная | Br – | бромид |
| HBrO 3 | бромноватая | BrO 3 – | бромат |
| HCN | циановодородная (синильная) | CN – | цианид |
| HCl | хлороводородная (соляная) | Cl – | хлорид |
| HClO | хлорноватистая | ClO – | гипохлорит |
| HClO 2 | хлористая | ClO 2 – | хлорит |
| HClO 3 | хлорноватая | ClO 3 – | хлорат |
| HClO 4 | хлорная | ClO 4 – | перхлорат |
| H 2 CO 3 | угольная | HCO 3 – | гидрокарбонат |
| CO 3 2– | карбонат | ||
| H 2 C 2 O 4 | щавелевая | C 2 O 4 2– | оксалат |
| CH 3 COOH | уксусная | CH 3 COO – | ацетат |
| H 2 CrO 4 | хромовая | CrO 4 2– | хромат |
| H 2 Cr 2 O 7 | дихромовая | Cr 2 O 7 2– | дихромат |
| HF | фтороводородная (плавиковая) | F – | фторид |
| HI | иодоводородная | I – | иодид |
| HIO 3 | иодноватая | IO 3 – | иодат |
| H 2 MnO 4 | марганцовистая | MnO 4 2– | манганат |
| HMnO 4 | марганцовая | MnO 4 – | перманганат |
| HNO 2 | азотистая | NO 2 – | нитрит |
| HNO 3 | азотная | NO 3 – | нитрат |
| H 3 PO 3 | фосфористая | PO 3 3– | фосфит |
| H 3 PO 4 | фосфорная | PO 4 3– | фосфат |
| HSCN | тиоциановодородная (роданистая) | SCN – | тиоцианат (роданид) |
| H 2 S | сероводородная | S 2– | сульфид |
| H 2 SO 3 | сернистая | SO 3 2– | сульфит |
| H 2 SO 4 | серная | SO 4 2– | сульфат |
Окончание прил.
Приставки, наиболее часто употребляемые в названиях
Интерполяция справочных величин
Иногда необходимо узнать величину плотности или концентрации, не указанную в справочных таблицах. Искомый параметр можно найти методом интерполяции.
Пример
Для приготовления раствора HCl была взята имеющаяся в лаборатории кислота, плотность которой была определена ареометром. Она оказалась равной 1,082 г/см 3 .
По таблице справочника находим, что кислота плотностью 1,080 имеет массовую долю 16,74 %, а с 1,085 - 17,45 %. Чтобы найти массовую долю кислоты в имеющемся растворе, воспользуемся формулой для интерполяции:
где индекс 1 относится к более разбавленному раствору, а 2 - к более концентрированному.
Предисловие……………………………..………….……….…......3
1. Основные понятия титриметрических методов анализа……...7
2. Методы и способы титрования……………………….....……...9
3. Вычисление молярной массы эквивалентов.…………………16
4. Способы выражения количественного состава растворов
в титриметрии……………………………………………………..21
4.1. Решение типовых задач на способы выражения
количественного состава растворов……………….……25
4.1.1. Расчет концентрации раствора по известным массе и объему раствора………………………………………..26
4.1.1.1. Задачи для самостоятельного решения...29
4.1.2. Пересчет одной концентрации в другую………...30
4.1.2.1. Задачи для самостоятельного решения...34
5. Способы приготовления растворов…………………………...36
5.1. Решение типовых задач на приготовление растворов
различными способами…………………………………..39
5.2. Задачи для самостоятельного решения………………….48
6. Расчет результатов титриметрического анализа………..........51
6.1. Расчет результатов прямого и заместительного
титрования………………………………………………...51
6.2. Расчет результатов обратного титрования……………...56
7. Метод нейтрализации (кислотно-основное титрование)……59
7.1. Примеры решения типовых задач…...…………………..68
7.1.1. Прямое и заместительное титрование……………68
7.1.1.1. Задачи для самостоятельного решения…73
7.1.2. Обратное титрование……………………………..76
7.1.2.1. Задачи для самостоятельного решения…77
8. Метод окисления-восстановления (редоксиметрия)………...80
8.1. Задачи для самостоятельного решения………………….89
8.1.1. Окислительно-восстановительные реакции……..89
8.1.2. Расчет результатов титрования…………………...90
8.1.2.1. Заместительное титрование……………...90
8.1.2.2. Прямое и обратное титрование…………..92
9. Метод комплексообразования; комплексонометрия…...........94
9.1. Примеры решения типовых задач……………………...102
9.2. Задачи для самостоятельного решения………………...104
10. Метод осаждения………………………………………........106
10.1. Примеры решения типовых задач…………………….110
10.2. Задачи для самостоятельного решения……………….114
11. Индивидуальные задания по титриметрическим
методам анализа…………………………………………………117
11.1. План выполнения индивидуального задания………...117
11.2. Варианты индивидуальных заданий………………….123
Ответы к задачам ………..………………………………………124
Условные обозначения……………………………………….…127
Приложение……………………………………………………...128
УЧЕБНОЕ ИЗДАНИЕ
АНАЛИТИЧЕСКАЯ ХИМИЯ
|
Названия |
||
|
Метаалюминиевая |
Метаалюминат |
|
|
Метамышьяковая |
Метаарсенат |
|
|
Ортомышьяковая |
Ортоарсенат |
|
|
Метамышьяковистая |
Метаарсенит |
|
|
Ортомышьяковистая |
Ортоарсенит |
|
|
Метаборная |
Метаборат |
|
|
Ортоборная |
Ортоборат |
|
|
Четырехборная |
Тетраборат |
|
|
Бромоводород | ||
|
Бромноватистая |
Гипобромит |
|
|
Бромноватая | ||
|
Муравьиная | ||
|
Уксусная | ||
|
Циановодород | ||
|
Угольная |
Карбонат |
|
|
Щавелевая | ||
|
Хлороводород | ||
|
Хлорноватистая |
Гипохлорит |
|
|
Хлористая | ||
|
Хлорноватая | ||
|
Перхлорат |
||
|
Метахромистая |
Метахромит |
|
|
Хромовая | ||
|
Двухромовая |
Дихромат |
|
|
Иодоводород | ||
|
Иодноватистая |
Гипоиодит |
|
|
Иодноватая | ||
|
Периодат |
||
|
Марганцовая |
Перманганат |
|
|
Марганцовистая |
Манганат |
|
|
Молибденовая |
Молибдат |
|
|
Азидоводород (азотистоводородная) | ||
|
Азотистая | ||
|
Метафосфорная |
Метафосфат |
|
|
Ортофосфорная |
Ортофосфат |
|
|
Двуфосфорная(пирофосфорная) |
Дифосфат (пирофосфат) |
|
|
Фосфористая | ||
|
Фосфорноватистая |
Гипофосфит |
|
|
Сероводород | ||
|
Родановодород | ||
|
Сернистая | ||
|
Тиосерная |
Тиосульфат |
|
|
Двусерная (пиросерная) |
Дисульфат (пиросульфат) |
|
|
Пероксодвусерная (надсерная) |
Пероксодисульфат (персульфат) |
|
|
Селеноводород | ||
|
Селенистая | ||
|
Селеновая | ||
|
Кремниевая | ||
|
Ванадиевая | ||
|
Вольфрамовая |
вольфрамат |
|
Соли – вещества, которые можно рассматривать как продукт замещения атомов водорода в кислоте атомами металлов или группой атомов.Различают 5 типов солей: средние (нормальные), кислые, основные, двойные, комплексные, отличающиеся характером образующихся при диссоциации ионов.
1.Средние соли являются продуктами полного замещения атомов водорода в молекуле кислоты. Состав соли: катион – ион металла, анион – ион кислотного остатка.Nа 2 СО 3 - карбонат натрия
Na 3 РО 4 - фосфат натрия
Nа 3 РО 4 = 3Nа + + РО 4 3-
катион анион
2.Кислые соли – продукты неполного замещения атомов водорода в молекуле кислоты. В состав аниона входят атомы водорода.
NаН 2 РО 4 =Nа + + Н 2 РО 4 -
Дигидрофосфат катион анион
Кислые соли дают только многоосновные кислоты, при недостаточном количестве взятого основания.
Н 2 SO 4 +NaOH=NaHSO 4 +H 2 O
гидросульфат
При добавлении избытка щелочи кислая соль может быть переведена в среднюю
NaHSO 4 +NaOH=Na 2 SO 4 +H 2 O
3.Основные соли – продукты неполного замещения гидроксид-ионов в основании на кислотный остаток. В состав катиона входит гидроксогруппа.
CuOHCl=CuOH + +Cl -
гидроксохлорид катион анион
Основные соли могут быть образованы только многокислотными основаниями
(основаниями, содержащими несколько гидроксильных групп), при взаимодействии их с кислотами.
Cu(OH) 2 +HCl=CuOHCl+H 2 O
Перевести основную соль в среднюю можно, действуя на нее кислотой:
CuOHCl+HCl=CuCl 2 +H 2 O
4.Двойные соли – в их состав входят катионы нескольких металлов и анионы одной кислоты
KAl(SO 4) 2 = K + + Al 3+ + 2SO 4 2-
сульфат калия-алюминия
Характерными свойствами всех рассмотренных типов солей являются: реакции обмена с кислотами, щелочами и друг с другом.
Для наименования солей пользуются русской и международной номенклатурой.
Русское наименование соли составляется из названия кислоты и названия металла: СаСО 3 – углекислый кальций.
Для кислых солей вводится добавка «кислый»: Са(НСО 3) 2 – кислый углекислый кальций. Для названия основных солей добавка «основная»: (СuOH) 2 SO 4 – основная сернокислая медь.
Наибольшее распространение получила международная номенклатура. Название соли по этой номенклатуре состоит из названия аниона и названия катиона: KNO 3 – нитрат калия. Если металл имеет разную валентность в соединении, то ее указывают в скобках:FeSO 4 –сульфат железа (Ш).
Для солей кислородосодержащих кислот в названии вводят суффикс «ат», если кислотообразующий элемент проявляет высшую валентность: KNO 3 – нитрат калия; суффикс «ит», если кислотообразующий элемент проявляет низшую валентность:KNO 2 – нитрит калия. В тех случаях, когда кислотообразующий элемент образует кислоты более чем в двух валентных состояниях, всегда применяют суффикс «ат». При этом если он проявляет высшую валентность, добавляют префикс «пер». Например:KClO 4 – перхлорат калия. Если кислотообразующий элемент образует низшую валентность, применяют суффикс «ит», с добавлением префикса «гипо». Например:KClO– гипохлорит калия. Для солей, образованных кислотами, содержащими разное количество воды, добавляются префиксы «мета» и «орто». Например:NaPO 3 – метафосфат натрия (соль метафосфорной кислоты),Na 3 PO 4 – ортофосфат натрия (соль ортофосфорной кислоты). В названии кислой соли вводят приставку «гидро». Например:Na 2 HPO 4 – гидрофосфат натрия (если в анионе один атом водорода) и приставку «гидро» с греческим числительным (если атомов водорода больше одного) –NaH 2 PO 4 – дигидрофосфат натрия. В названия основных солей вводится приставка «гидроксо». Например:FeOHCl– хлорид гидроксожелеза (П).
5.Комплексные соли – соединения, образующие при диссоциации комплексные ионы (заряженные комплексы). При записи комплексные ионы принято заключать в квадратные скобки. Например:
Ag(NH 3) 2 Cl = Ag(NH 3) 2 + + Cl -
K 2 PtCl 6 = 2K + + PtCl 6 2-
Cогласно представлениям, предложенным А.Вернером, в комплексном соединении различают внутреннюю и внешнюю сферы. Так, например, в рассмотренных комплексных соединениях внутреннюю сферу составляют комплексные ионыAg(NH 3) 2 + иPtCl 6 2- , а внешнюю сферу соответственноCl - и К + . Центральный атом или ион внутренней сферы называется комплексообразователем. В предложенных соединениях этоAg +1 иPt +4 . Координированные вокруг комплексообразователя молекулы или ионы противоположного знака – лиганды. В рассматриваемых соединениях это 2NH 3 0 и 6Cl - . Число лигандов комплексного иона определяет его координационное число. В предложенных соединениях оно соответственно равно 2 и 6.
По знаку электрического заряда различают комплексы
1.Катионные (координация вокруг положительного иона нейтральных молекул):
Zn +2 (NH 3 0) 4 Cl 2 -1 ; Al +3 (H 2 O 0) 6 Cl 3 -1
2.Анионные (координация вокруг комплексообразователя в положительной степени окисления лиганд, имеющих отрицательную степень окисления):
K 2 +1 Be +2 F 4 -1 ; К 3 +1 Fe +3 (CN -1) 6
3.Нейтральные комплексы – комплексные соединения без внешней сферыPt + (NH 3 0) 2 Cl 2 - 0 . В отличие от соединений с анионными и катионными комплексами, нейтральные комплексы не являются электролитами.
Диссоциация комплексных соединений на внутреннюю и внешнюю сферы называетсяпервичной . Протекает она почти нацело по типу сильных электролитов.
Zn (NH 3) 4 Cl 2 → Zn (NH 3) 4 +2 + 2Cl ─
К 3 Fe(CN) 6 → 3 К + +Fe(CN) 6 3 ─
Комплексный ион (заряженный комплекс) в комплексном соединении образует внутреннюю координационную сферу, остальные ионы составляют внешнюю сферу.
В комплексном соединении K 3 комплексный ион 3- , состоящий из комплексообразователя – ионаFe 3+ и лигандов – ионовCN ─ , является внутренней сферой соединения, а ионы К + образуют внешнюю сферу.
Лиганды, находящиеся во внутренней сфере комплекса связаны комплексообразователем значительно прочнее и их отщепление при диссоциации проходит лишь в незначительной степени. Обратимая диссоциация внутренней сферы комплексного соединения носит название вторичной .
Fe(CN) 6 3 ─ Fe 3+ + 6CN ─
Вторичная диссоциация комплекса протекает по типу слабых электролитов. Алгебраическая сумма зарядов частиц, образующихся при диссоциации комплексного иона, равна заряду комплекса.
Названия комплексных соединений, так же как и названия обычных веществ, образуются из русских названий катионов и латинских названий анионов; так же как и в обычных веществах, в комплексных соединениях первым называется анион. Если анион является комплексным, его название образуется из названия лигандов с окончанием “о” (Сl - - хлоро, ОН - - гидроксо и т.п.) и латинского названия комплексообразователя с суффиксом “ат”; число лигандов как обычно указывается соответствующим числительным. Если комплексообразователь является элементом, способным проявлять переменную степень окисления, численное значение степени окисления, как и в названиях обычных соединений, указывается римской цифрой в круглых скобках
Пример:Названия комплексных соединений с комплексным анионом.
K 3 – гексацианоферрат (III) калия
Комплексные катионы в подавляющем большинстве случаев в качестве лигандов содержат нейтральные молекулы воды Н 2 О, называемые “аква”, или аммиакаNH 3 , называемые “аммин”. В первом случае комплексные катионы называются аквакомплексами, во втором – аммиакатами. Название комплексного катиона состоит из названия лигандов с указанием их количества и русского названия комплексообразователя с обозначенным значением его степени окисления, если это необходимо.
Пример: Названия комплексных соединений с комплексным катионом.
Cl 2 – хлорид тетрамминцинка
Комплексы, несмотря на их устойчивость, могут разрушаться в реакциях, при которых происходит связывание лигандов в ещё более устойчивые слабодиссоциирущие соединения.
Пример: Разрушение гидроксокомплекса кислотой вследствие образования слабодиссоциируюших молекул Н 2 О.
K 2 + 2H 2 SO 4 = K 2 SO 4 + ZnSO 4 + 2H 2 O.
Название комплексного соединения начинают с указания состава внутренней сферы, потом называют центральный атом и степень его окисления.
Во внутренней сфере сначала называют анионы, прибавляя к латинскому названию окончание «о».
F -1 – фторо Сl - - хлороCN - - цианоSO 2 -2 –сульфито
ОН - - гидроксоNO 2 - - нитрито и т.д.
Затем называют нейтральные лиганды:
NH 3 – аммин Н 2 О – аква
Число лигандов отмечают греческими числительными:
I– моно (как правило не указывается), 2 – ди, 3 – три, 4 – тетра, 5 – пента, 6 –гекса. Далее переходят к названию центральатома (комплексообразователя). При этом учитывают следующее:
Если комплексообразователь входит в состав катиона, то используют русское название элемента и в скобках указывают римскими цифрами степень его окисления;
Если комплексообразователь входит в состав аниона, то употребляют латинское название элемента, перед ним указывают степень его окисления, а в конце прибавляют окончание – «ат».
После обозначения внутренней сферы указывают катионы или анионы, находящиеся во внешней сфере.
При образовании названия комплексного соединения надо помнить, что лиганды, входящие в его состав могут быть смешанными: электронейтральные молекулы и заряженные ионы; или заряженные ионы разных видов.
Ag +1 NH 3 2 Cl– хлорид диамин-серебра (I)
K 3 Fe +3 CN 6 - гексациано (Ш) феррат калия
NH 4 2 Pt +4 OH 2 Cl 4 – дигидроксотетрахлоро (IV) платинат аммония
Pt +2 NH 3 2 Cl 2 -1 о - диамминодихлорид-платина х)
Х) в нейтральных комплексах название комплексообразователя даётся в именительном падеже
Кислоты - сложные вещества, состоящие из одного или нескольких атомов водорода, способных замещаться на атома металлов, и кислотных остатков.
Классификация кислот
1. По числу атомов водорода: число атомов водорода (n ) определяет основность кислот:
n = 1 одноосновная
n = 2 двухосновная
n = 3 трехосновная
2. По составу:
а) Таблица кислород содержащих кислот, кислотных остатков и соответствующих кислотных оксидов:
|
Кислота (Н n А) |
Кислотный остаток (А) |
Соответствующий кислотный оксид |
|
H 2 SO 4 серная |
SO 4 (II) сульфат |
SO 3 оксид серы (VI ) |
|
HNO 3 азотная |
NO 3 (I) нитрат |
N 2 O 5 оксид азота (V ) |
|
HMnO 4 марганцевая |
MnO 4 (I) перманганат |
Mn 2 O 7 оксид марганца (VII ) |
|
H 2 SO 3 сернистая |
SO 3 (II) сульфит |
SO 2 оксид серы (IV ) |
|
H 3 PO 4 ортофосфорная |
PO 4 (III) ортофосфат |
P 2 O 5 оксид фосфора (V ) |
|
HNO 2 азотистая |
NO 2 (I) нитрит |
N 2 O 3 оксид азота (III ) |
|
H 2 CO 3 угольная |
CO 3 (II) карбонат |
CO 2 оксид углерода (IV ) |
|
H 2 SiO 3 кремниевая |
SiO 3 (II) силикат |
SiO 2 оксид кремния (IV) |
|
НСlO хлорноватистая |
СlO (I) гипохлорит |
С l 2 O оксид хлора (I) |
|
НСlO 2 хлористая |
СlO 2 (I) хлорит |
С l 2 O 3 оксид хлора (III) |
|
НСlO 3 хлорноватая |
СlO 3 (I) хлорат |
С l 2 O 5 оксид хлора (V) |
|
НСlO 4 хлорная |
СlO 4 (I) перхлорат |
С l 2 O 7 оксид хлора (VII) |
б) Таблица бескислородных кислот
|
Кислота (Н n А) |
Кислотный остаток (А) |
|
HCl соляная, хлороводородная |
Cl (I ) хлорид |
|
H 2 S сероводородная |
S (II ) сульфид |
|
HBr бромоводородная |
Br (I ) бромид |
|
HI йодоводородная |
I (I ) йодид |
|
HF фтороводородная,плавиковая |
F (I ) фторид |
Физические свойства кислот
Многие кислоты, например серная, азотная, соляная – это бесцветные жидкости. известны также твёрдые кислоты: ортофосфорная, метафосфорная HPO 3 , борная H 3 BO 3 . Почти все кислоты растворимы в воде. Пример нерастворимой кислоты – кремниевая H 2 SiO 3 . Растворы кислот имеют кислый вкус. Так, например, многим плодам придают кислый вкус содержащиеся в них кислоты. Отсюда названия кислот: лимонная, яблочная и т.д.
Способы получения кислот
|
бескислородные |
кислородсодержащие |
|
HCl, HBr, HI, HF, H 2 S |
HNO 3 , H 2 SO 4 и другие |
|
ПОЛУЧЕНИЕ |
|
|
1. Прямое взаимодействие неметаллов H 2 + Cl 2 = 2 HCl |
1. Кислотный оксид + вода = кислота SO 3 + H 2 O = H 2 SO 4 |
|
2. Реакция обмена между солью и менее летучей кислотой 2 NaCl (тв .) + H 2 SO 4 (конц .) = Na 2 SO 4 + 2HCl |
|
Химические свойства кислот
1. Изменяют окраску индикаторов
|
Название индикатора |
Нейтральная среда |
Кислая среда |
|
Лакмус |
Фиолетовый |
Красный |
|
Фенолфталеин |
Бесцветный |
Бесцветный |
|
Метилоранж |
Оранжевый |
Красный |
|
Универсальная индикаторная бумага |
Оранжевая |
Красная |
2.Реагируют с металлами в ряду активности до H 2
(искл. HNO 3 –азотная кислота)
Видео "Взаимодействие кислот с металлами"
Ме + КИСЛОТА =СОЛЬ + H 2 (р. замещения)
Zn + 2 HCl = ZnCl 2 + H 2
3. С основными (амфотерными) оксидами – оксидами металлов
Видео "Взаимодействие оксидов металлов с кислотами"
Ме х О у + КИСЛОТА= СОЛЬ + Н 2 О (р. обмена)
4. Реагируют с основаниями – реакция нейтрализации
КИСЛОТА + ОСНОВАНИЕ= СОЛЬ+ H 2 O (р. обмена)
H 3 PO 4 + 3 NaOH = Na 3 PO 4 + 3 H 2 O
5. Реагируют с солями слабых, летучих кислот - если образуется кислота, выпадающая в осадок или выделяется газ:
2 NaCl (тв .) + H 2 SO 4 (конц .) = Na 2 SO 4 + 2HCl ( р . обмена )
Видео "Взаимодействие кислот с солями"
6. Разложение кислородсодержащих кислот при нагревании
(искл. H 2 SO 4 ; H 3 PO 4 )
КИСЛОТА = КИСЛОТНЫЙ ОКСИД + ВОДА (р. разложения)
Запомните! Неустойчивые кислоты (угольная и сернистая) – разлагаются на газ и воду :
H 2 CO 3 ↔ H 2 O + CO 2
H 2 SO 3 ↔ H 2 O + SO 2
Сероводородная кислота в продуктах выделяется в виде газа:
СаS + 2HCl = H 2 S + Ca Cl 2
ЗАДАНИЯ ДЛЯ ЗАКРЕПЛЕНИЯ
№1. Распределите химические формулы кислот в таблицу. Дайте им названия:
LiOH , Mn 2 O 7 , CaO , Na 3 PO 4 , H 2 S , MnO , Fe (OH ) 3 , Cr 2 O 3 ,HI , HClO 4 , HBr , CaCl 2 , Na 2 O , HCl , H 2 SO 4 , HNO 3 , HMnO 4 , Ca (OH ) 2 , SiO 2 , Кислоты
Бес-кисло-
родные
Кислород- содержащие
растворимые
нераст-воримые
одно-
основные
двух-основные
трёх-основные
№2. Составьте уравнения реакций:
Ca + HCl
Na + H 2 SO 4
Al + H 2 S
Ca
+ H 3 PO 4
Назовите продукты реакции.
№3. Составьте уравнения реакций, назовите продукты:
Na 2 O + H 2 CO 3
ZnO + HCl
CaO + HNO 3
Fe 2 O 3 + H 2 SO 4
№4. Составьте уравнения реакций взаимодействия кислот с основаниями и солями:
KOH + HNO 3
NaOH + H 2 SO 3
Ca(OH) 2 + H 2 S
Al(OH) 3 + HF
HCl + Na 2 SiO 3
H 2 SO 4 + K 2 CO 3
HNO 3 + CaCO 3
Назовите продукты реакции.
ТРЕНАЖЁРЫ
Тренажёр №1. "Формулы и названия кислот"
Тренажёр №2. " Установление соответствия: формула кислоты - формула оксида"
Техника безопасности - Оказание первой помощи при попадании кислот на кожу
Техника безопасности -
Кислоты – это сложные вещества, молекулы которых состоят из атомов водорода (способных замещаться атомами металла), связанных с кислотным остатком.
Общая характеристика
Кислоты классифицируются на бескислородные и кислородосодержащие, а также на органические и неорганические.
Рис. 1. Классификация кислот – бескислородные и кислородосодержащие.
Бескислородные кислоты – это растворы в воде таких бинарных соединений, как галогеноводороды или сероводород. В растворе полярная ковалентная связь между водородом и электроотрицательным элементом поляризуется под действием дипольных молекул воды, и молекулы распадаются на ионы. присутствие ионов водорода в веществе и позволяет называть водные растворы этих бинарных соединений кислотами.
Кислоты называют от названия бинарного соединения прибавлением окончания -ная. например, HF – фтороводородная кислота. Анион кислоты называют по названию элемента прибавлением окончания -ид, например, Cl – хлорид.
Кислородосодержащие кислоты (оксокислоты) – это кислотные гидроксиды, диссоциирующие по кислотному типу, то есть как протолиты. Общая формула их – Э(ОН)mOn, где Э – неметалл или металл с переменной валентностью в высшей степени окисления. при условии, когда n равно 0, то кислота слабая (H 2 BO 3 – борная), если n=1, то кислота либо слабая, либо средней силы (H 3 PO 4 -ортофосфорная), если n больше или равно 2, то кислота считается сильной (H 2 SO 4).
Рис. 2. Серная кислота.
Кислотным гидроксидам соответствуют кислотные оксиды или ангидриды кислот, например, серной кислоте соответствует серный ангидрид SO 3 .
Химические свойства кислот
Для кислот характерен ряд свойств, которые отличают их от солей и других химических элементов:
- Действие на индикаторы. Как протолиты кислоты диссоциируют с образованием ионов H+, которые изменяют окраску индикаторов: фиолетовый раствор лакмуса становится красным, а оранжевый раствор метилоранжа становится розовым. Многоосновные кислоты диссоциируют ступенчато, причем каждая последующая стадия идет труднее предыдущей, так как на второй и третьей ступенях диссоциируют все более слабые электролиты:
H 2 SO 4 =H+ +HSO 4 –
В зависимости от того, является ли кислота концентрированной или разбавленной зависит цвет индикатора. Так, например, при опускании лакмуса в концентрированную серную кислоту, индикатор становится красным, в разбавленной же серной кислоте цвет не изменится.
- Реакция нейтрализации , то есть взаимодействие кислот с основаниями, в результате чего происходит образование соли и воды, идет всегда, если хотя бы один из реагентов сильный (основание или кислота). Реакция не идет, если кислота слабая, основание нерастворимо. Например, не идет реакция:
H 2 SiO 3 (слабая, нерастворимая в воде кислота)+ Cu(OH) 2 – реакция не идет
Но в других случаях реакция нейтрализации с этими реагентами идет:
H 2 SiO 3 +2KOH (щелочь)=K 2 SiO 3 +2H 2 O
- Взаимодействие с основными и амфотерными оксидами:
Fe 2 O 3 +3H 2 SO 4 =Fe 2 (SO 4) 3 +3H 2 O
- Взаимодействие кислот с металлами , стоящими в ряду напряжений левее водорода, приводит к процессу, в результате которого образуется соль, и выделяется водород. Эта реакция идет легко, если кислота достаточно сильная.
Азотная кислота и концентрированная серная кислоты реагируют с металлами за счет восстановления не водорода, а центрального атома:
Mg+H 2 SO 4 +MgSO 4 +H 2
- Взаимодействие кислот с солями происходит, если в результате образуется слабая кислота. Если соль, реагирующая с кислотой, растворима в воде, то реакция пойдет также в том случае, если образуется нерастворимая соль:
Na 2 SiO 3 (растворимая соль слабой кислоты)+2HCl (сильная кислота)=H 2 SiO 3 (слабая нерастворимая кислота)+2NaCl (растворимая соль)
Многие кислоты находят применение в промышленности, например, уксусная кислота необходима для консервирования мясных и рыбных продуктов
Кислоты - электролиты, при диссоциации которых из положительных ионов образуются только ионы H + :
HNO 3 ↔ H + + NO 3 — ;
CH 3 COOH↔ H + +CH 3 COO — .
Все кислоты классифицируют на неорганические и органические (карбоновые), которые также имеют свои собственные (внутренние) классификации.
При нормальных условияхзначительное количество неорганических кислот существуют в жидком состоянии, некоторые - в твёрдом состоянии (H 3 PO 4 , H 3 BO 3).
Органические кислоты с числом атомов углерода до 3 представляют собой легкоподвижные бесцветные жидкости с характерным резким запахом; кислоты с 4-9 атомами углерода — маслянистые жидкости с неприятным запахом, а кислоты с большим количеством атомов углерода— твёрдые вещества, нерастворимые в воде.
Химические формулы кислот
Химические формулы кислот рассмотрим на примере нескольких представителей (как неорганических, так и органических): хлороводородной кислоте -HCl, серной кислоте - H 2 SO 4 , фосфорной кислоте — H 3 PO 4 , уксусной кислоте - CH 3 COOH и бензойной кислоте - C 6 H 5 COOH. Химическая формула показывает качественный и количественный состав молекулы (сколько и каких атомов входит в конкретное соединение) По химической формуле можно вычислить молекулярную массу кислот (Ar(H) = 1 а.е.м., Ar(Cl) = 35,5 а.е.м., Ar(P) = 31 а.е.м., Ar(O) = 16 а.е.м., Ar(S) = 32 а.е.м., Ar(C) = 12 а.е.м.):
Mr(HCl) = Ar(H) + Ar(Cl);
Mr(HCl) = 1 + 35,5 = 36,5.
Mr(H 2 SO 4) = 2×Ar(H) + Ar(S) + 4×Ar(O);
Mr(H 2 SO 4) = 2×1 + 32 + 4×16 = 2 + 32 + 64 = 98.
Mr(H 3 PO 4) = 3×Ar(H) + Ar(P) + 4×Ar(O);
Mr(H 3 PO 4) = 3×1 + 31 + 4×16 = 3 + 31 + 64 = 98.
Mr(CH 3 COOH) = 3×Ar(С) + 4×Ar(H) + 2×Ar(O);
Mr(CH 3 COOH) = 3×12 + 4×1 + 2×16 = 36 + 4 + 32 = 72.
Mr(C 6 H 5 COOH) = 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.
Структурные (графические) формулы кислот
Структурная (графическая) формула вещества является более наглядной. Она показывает то, как связаны атомы между собой внутри молекулы. Укажем структурные формулы каждого из вышеуказанных соединений:
Рис. 1. Структурная формула хлороводородной кислоты.
Рис. 2. Структурная формула серной кислоты.
Рис. 3. Структурная формула фосфорной кислоты.
Рис. 4. Структурная формула уксусной кислоты.
Рис. 5. Структурная формула бензойной кислоты.
Ионные формулы
Все неорганические кислоты являются электролитами, т.е. способны диссоциировать в водном растворе на ионы:
HCl ↔ H + + Cl — ;
H 2 SO 4 ↔ 2H + + SO 4 2- ;
H 3 PO 4 ↔ 3H + + PO 4 3- .
Примеры решения задач
ПРИМЕР 1
| Задание | При полном сгорании 6 г органического вещества образовалось 8,8 г оксида углерода (IV) и 3,6 г воды. Определите молекулярную формулу сожженного вещества, если известно, что его молярная масса равна 180 г/моль. |
| Решение | Составим схему реакции сгорания органического соединения обозначив количество атомов углерода, водорода и кислорода за «x», «у»и «z» соответственно:
C x H y O z + O z →CO 2 + H 2 O. Определим массы элементов, входящих в состав этого вещества. Значения относительных атомных масс, взятые из Периодической таблицы Д.И. Менделеева, округлим до целых чисел: Ar(C) = 12 а.е.м., Ar(H) = 1 а.е.м., Ar(O) = 16 а.е.м. m(C) = n(C)×M(C) = n(CO 2)×M(C) = ×M(C); m(H) = n(H)×M(H) = 2×n(H 2 O)×M(H) = ×M(H); Рассчитаем молярные массы углекислого газа и воды. Как известно, молярная масса молекулы равна сумме относительных атомных масс атомов, входящих в состав молекулы (M = Mr): M(CO 2) = Ar(C) + 2×Ar(O) = 12+ 2×16 = 12 + 32 = 44 г/моль; M(H 2 O) = 2×Ar(H) + Ar(O) = 2×1+ 16 = 2 + 16 = 18 г/моль. m(C) = ×12 = 2,4 г; m(H) = 2×3,6 / 18 ×1= 0,4 г. m(O) = m(C x H y O z) - m(C) - m(H) = 6 - 2,4 - 0,4 = 3,2 г. Определим химическую формулу соединения: 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. Значит простейшая формула соединения CH 2 Oи молярную массу 30 г/моль . Чтобы найти истинную формулу органического соединения найдем отношение истинной и полученной молярных масс: M substance / M(CH 2 O) = 180 / 30 = 6. Значит индексы атомов углерода, водорода и кислорода должны быть в 6 раз выше, т.е. формула вещества будет иметь вид C 6 H 12 O 6 . Это глюкоза или фруктоза. |
| Ответ | C 6 H 12 O 6 |
ПРИМЕР 2
| Задание | Выведите простейшую формулу соединения, в котором массовая доля фосфора составляет 43,66%, а массовая доля кислорода - 56,34%. |
| Решение | Массовая доля элемента Х в молекуле состава НХ рассчитывается по следующей формуле:
ω (Х) = n × Ar (X) / M (HX) × 100%. Обозначим число атомов фосфора в молекуле через «х», а число атомов кислорода через «у» Найдем соответствующие относительные атомные массы элементов фосфора и кислорода (значения относительных атомных масс, взятые из Периодической таблицы Д.И. Менделеева, округлим до целых чисел). Ar(P) = 31; Ar(O) = 16. Процентное содержание элементов разделим на соответствующие относительные атомные массы. Таким образом мы найдем соотношения между числом атомов в молекуле соединения: 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. Значит простейшая формула соединения фосфора и кислорода имеет вид P 2 O 5 . Это оксид фосфора (V). |
| Ответ | P 2 O 5 |
Предыдущая статья: сковорода – все толкования Следующая статья: Кушать хлеб толкование сонника