Кислоты. Классификация. Свойства. Получение.

    Кислоты сложные вещества, содержащие один, или несколько атомов водорода, способных полностью, или частично замещаться на атом металла. В растворах кислоты имеют рН менее 7.

Индикатор лакмус изменяет окраску на красный; фенолфталеин - бесцветный; метилоранжевый - на розовый.

 

Существует несколько классификаций кислот:

 

                                                   КИСЛОТЫ

             ↓                                                                               ↓

Бескислородные                                          Кислородосодержащие

    HI, HBr, H₂S.                                                       H₂SO₃, HClO₂

 

                                                           

                                                 КИСЛОТЫ

      ↓                                                ↓                                           ↓

  Одноосновные                 Двухосновные                 Многоосновные

 HCl, HNO₃                              H₂S, H₂SO₄                              H₃PO₄

 

                                      НОМЕНКЛАТУРА:

           Многие кислоты сохранили историческое название, например, соляная кислота HCl, плавиковая кислота HF.

           Название кислородных кислот происходит от названия неметалла с добавлением –ная- и -вая-, если степень окисления неметалла максимальная:                     

 

       +6

   H₂SO₄ –максимальное - серная кислота

        +5

 H₃AsO₄ – максимальное - мышьяковая кислота

 

           По мере понижения степени окисления суффикс меняется в следующем порядке –оватая-, -истая-, -оватистая-.

 

+7

HClO4 – хлорная

+5

HClO3 - хлорноватая

+3

HClO2 - хлористая

+1

 HClO – хлорноватистая

 

ПОЛУЧЕНИЕ

1) Бескислородные кислоты: получают методом прямого синтеза.

Cl₂ + H₂→2HCl

2) Действием более сильных кислот на соответствующие соли

FeS+2HCl→ H₂S↑+FeCl₂

3) Взаимодействие кислотных оксидов и воды

SO₃+ H₂O→H₂SO₄

  

ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА.

1) Взаимодействие кислот с активными металлами

HCl+Zn→ZCl₂+H₂↑

2) C основными оксидами

H₂SO₄+CaO→CaSO₄+H₂O

3) Взаимодействие кислот с основаниями

H₃PO₄+3NaOH→Na₃PO₄+3H₂O

4) Взаимодействие кислот с амфотерными оксидами

6HCl+Al₂O₃→2AlCl₃+3H₂O

5) Взаимодействие кислот с солями

H₂SO₄+BaCl₂→BaSO₄↓+HCl – реакция возможна, если продукт выделяется газом, или выпадает в осадок.

 

Основания.

Основания – это сложные вещества, состоящие из атомов металла и одой или нескольких гидроксильных групп.

Названия образуют с помощью слова <гидроксид>, к которому добавляется название металла в родительном падеже. Для гидроксидов металлов с переменной валентностью ее следует указать.

 - гидроксид железа (II)

 - гидроксид железа (III)

 - гидроксид цинка

Соли.

Соли – продукт полного или частичного замещения атомов водорода в молекуле кислоты на металл или же продукт полного или частичного замещения группы ОН^- в основании на кислотный остаток.

 

 Соли:

1)  Средние (NaCl, Na₂SO₄, Fe₃(PO₄)₂).

2)  Кислые (NaHCO₃, Ca(HSO₄)₂, Fe(HPO₄)₃ ).

3)  Основные (FeOHCl, (CaOH)₂SO₄).

4)  Двойные (CaCO₃* MgCO₃).

5)  Смешанные (Na₃CO₃(HCO₃)).

6)  Комплексные (K₄[Fe(CN)₆]).

 

Номенклатура:

1) средние соли

кислотный остаток + название Ме (валентность Ме).

Fe₂(SO₄)₃

Сульфат железа (III)

2) кислые соли

гидро + кислотный остаток + название Ме (валентность Ме).

NaHSO₄ – гидросульфат Na.

Fe(H₂PO₄)₂ – дигидрофостфат Fe(II).

3) основные соли

кислотный остаток + гидроксо + Ме (валентность Ме).

CaOHCl

Хлорид гидроксокальция

(Al(OH)₂)₂SO₄

сульфат дигидроксоалюминия

4) двойные соли

кислотный остаток + Ме + Ме

KAl(SO₄)₂ – сульфаталлюминия-калия

5) смешанные соли

Na₃CO₃(HCO₃) – гидрокарбонат-карбонат натрия

6) комплексные соли

K₄[Fe(CN)₆] – гексоцианоферрат(III) калия

 

Получение:

1) метод прямого синтеза

 Mg + Cl₂ → MgCl₂

2) активный Ме + кислота

         Mg + 2HCl → MgCl₂ + H₂↑

3) малоактивный Ме с концентрированными кислотами (H₂SO₄ + HNO₃).

Cu + H₂SO_{4 (k)} → CaSO₄ + SO₂↑+ H₂O

4) основной оксид + кислота

CaO + 2HCl → CaCl₂ + H₂O

5) основание + кислота

Ca(OH)₂ + HCl → CaCl₂ + H₂O

6) основной оксид + кислотный оксид

CaO + CO₂ → CaCO₃

7) основание + кислотный оксид

Ca(OH)₂ + CO₂ → CaCO₃ + H₂O

8) основание + кислота

Ca(OH)₂ + H₂SO₄ → CaSO₄ + 2H₂O

9) соль + кислота

Na₂SiO₃ + HCl → NaCl + H₂SiO₃↓

10) соль + основание

CuSO₄ + 2NaOH→ Cu(OH)₂↓ + Na₂SO₄

11) соль + соль

AgNO₃ + NaCl → AgCl↓ + NaNO₃

 

Химические свойства:

Соли взаимодействуют с Ме, кислотами, основаниями и между собой (уравнения реакций смотрите выше).

При нагревании соли аммония, малоактивных Ме, слабых кислот и кислот, в которых элементы проявляют максимальную валентность, разлагаются.

NH₄Cl → NH₃↑ + HCl

Хлорид аммония

AgNO₃ → Ag + O₂ + NO₂

CaCO₃ → CaO + CO₂↑

KNO₃ → KNO₂ + O₂

 

 Генетическая связь основных классов неорганических соединений.

                          −−−−−−−−Элементы −−−−−−−−−−

                         ↓                      ↓                       ↓

                        Ме   амфотерные элементы  неМе

                         ↓                      ↓                        ↓

                 осн.оксиды амфотерные оксиды кислот.оксиды    

                         ↓                      ↓                            ↓

                основания амфотерные гидроксиды кислоты

                         ↓                      ↓                         ↓

                                  соли   

Задания для контрольной работы.

2.6.1. Запишите молекулярные формулы химических соединений и укажите число элементов, входящих в состав молекулы, количество атомов в молекуле.

Таблица 2.6.1

№ варианта	Класс соединений
1	2
1	Оксид кадмия (II),оксид теллура (IV), гидроксид лития, сероводородная кислота, перманганат калия
2.	Оксид меди (I), оксид хлора (V), гидроксид магния, хлороводородная кислота, карбонат алюминия
3.	Оксид кобальта (III), оксид бериллия, гидроксид рубидия, йодоводородная кислота, гипохлорит натрия
4.	Оксид железа (II), оксид азота (V), гидроксид стронция, бромоводородная кислота, сульфат меди (II)
5.	Оксид марганца (IV), оксид германия (II), гидроксид олова (II), Селеноводородная кислота, нитрат бария
6	Оксид молибдена (VI), оксид углерода (II), гидроксид золота (III), Фтороводородная кислота, гидрокарбонат магния
7	Оксид хрома (III), оксид бора, гидроксид аммония, уксусная кислота, хлорат кальция
8	Оксид титана (IV), оксид натрия, гидроксид хрома (III), муравьиная кислота, сульфит железа (II).
9	Оксид ванадия (V), оксид олова (IV), гидроксид железа (II),серная кислота, цианид калия
10	Оксид скандия (III), оксид брома (VII), гидроксид таллия (I), сернистая кислота, гидрокарбонат кальция
11	Оксид ксенона (VIII), оксид сурьмы(V), гидроксид меди (II), кремниевая кислота, ацетат цинка
12	Оксид цинка (II), оксид селена (VI), гидроксид марганца (IV), азотная кислота, хлорид натрия
13	Оксид никеля (IV), оксид фосфора (III), гидроксид цинка, мышьяковая кислота, формиат бария
14	Оксид хрома (VI), оксид мышьяка (V), гидроксид бария, угольная кислота, дихромат калия
15	Оксид золота (III), оксид сурьмы (V), гидроксид никеля(II), ортофосфорная кислота, фторид алюминия
16	оксид хрома (VI), оксид фосфора (III), гидроксид кобальта (II), мышьяковистая кислота, йодид никеля(II)
17	оксид углерода (IV), оксид марганца (VII), гидроксид аммония, фтороводородная кислота, силикат калия
18	Оксид йода(I), оксид калия, гидроксид кальция, марганцевая кислота, карбонат алюминия.
19	оксида хрома(VI), азотистая кислота, гидроксид марганци(II), хлорноватистая кислота, сульфата олова(II).
20	Оксида азота(III), оксид цезия, гидроксид бария, тиосерная кислота, сульфита стронция.

 

Таблица 2.6.2..Записать уравнения химических превращений, назвать согласно номенклатуре ИЮПАК все вещества.

№ варианта	Схема химических превращений
1	2
21	N2 → NH3→ NH4OH → NH4Cl → NH3
22	Al → Al2(SO)3 → Al(OH)3 →NaAlO2
23	Fe → FeSO4 → Fe(OH)2 → Fe(OH)3 → Fe2(SO4)3
24	Zn → ZnO → ZnCl2 → Zn(OH)2 → Na2ZnO2
25	Mg → MgO → MgCl2 → Mg(OH)2 → MgSO4
26	Ca → CaO → Ca(OH)2 → CaCO3 → Ca(HCO3)2
27	Fe → Fe2O3 → FeCl3 → Fe2(SO4)3 → Fe(OH)3
28	S → SO2 → SO3 → H2SO4 → (NH4)2SO4 → BaSO4
29	NaOH → Cu(OH)2 → CuO → Cu → CuO
30	P → P2O5 → H3PO4 → Na2(HPO4)→ NaH2PO4 → Na3PO4
31	Cr2O3 → Cr(OH)3 → CrCl3 → Cr2S
32	Cl2 → NaCl → ZnCl2 → Zn(OH)2 → ZnS
33	Na2O → NaOH → NH3→ NH4Cl → AgCl
34	Na → NaOH → NaCl → Na2SO4 → BaSO4
35	Ba → BaO → Ba(OH)2 → BaCO3 → BaO
36	Zn → ZnCl2 → Zn(OH)2 → (ZnOH)2SO4 → ZnSO4
37	Fe(OH)3 → Fe2O3 → Fe2(SO4)3 → Fe(OH)3 →FeOHCl2
38	К→ К2O→ КOH→К2SO4→К2CO3→CO2
39	Si → SiO2 → Na2SiO3 → H2SiO3 → SiO2
40	H2 → H2O → NaOH → Na2CO3 → CO2→ H2CO3

3. ОСНОВНЫЕ ЗАКОНЫ ОБЩЕЙ ХИМИИ. СТЕХИОМЕТРИЯ.

3.1 Стехиометрия — раздел химии, в котором рассматриваются массовые или объемные соотношения между реаги­рующими веществами. Исключительное значение для разви­тия химии имеют следующие стехиометрические законы.

1.Закон постоянства состава. Соотношение масс элементов, формирующих данное соединение, постоянно и не зависит от способа получения этого соединения.

2.Закон кратных отношений. Установлен Дальтоном в 1803г. В случае, когда два элемента образуют между собой несколько химических соединений, массы элементов относятся друг к другу как небольшие целые числа.