Хімія · Неорганічна хімія
Кислоти: класифікація, хімічні властивості, особливості концентрованих H₂SO₄ і HNO₃
Кислоти — електроліти, що під час дисоціації утворюють катіони Гідрогену. Їхні властивості визначає іон H⁺, тому всі кислоти змінюють колір індикаторів і реагують з основами, основними оксидами, деякими металами й солями; винятком є концентровані H₂SO₄ і HNO₃, що поводяться як окисники.
Авторський матеріал Тями · оновлено
Класифікація й сила кислот
| Ознака | Поділ | Приклади |
|---|---|---|
| склад | оксигеновмісні / безоксигенові | H₂SO₄, HNO₃, H₃PO₄ / HCl, H₂S, HF |
| основність | одно-, дво-, триосновні | HCl, HNO₃ / H₂SO₄, H₂CO₃ / H₃PO₄ |
| сила | сильні / слабкі | HCl, HBr, HI, HNO₃, H₂SO₄ / H₂CO₃, H₂S, H₂SiO₃, CH₃COOH |
Карбонатна H₂CO₃ і сульфітна H₂SO₃ кислоти нестійкі й розкладаються на оксид і воду: H₂CO₃ → H₂O + CO₂↑. Силікатна кислота H₂SiO₃ нерозчинна. Багатоосновні кислоти дисоціюють ступінчасто й утворюють кислі та середні солі.
Хімічні властивості
| З чим реагують | Рівняння-приклад | Умова |
|---|---|---|
| метали до водню | Zn + 2HCl → ZnCl₂ + H₂↑ | не HNO₃ і не концентрована H₂SO₄ |
| основні й амфотерні оксиди | CuO + H₂SO₄ → CuSO₄ + H₂O | — |
| основи (нейтралізація) | Mg(OH)₂ + 2HCl → MgCl₂ + 2H₂O | — |
| солі | CaCO₃ + 2HCl → CaCl₂ + H₂O + CO₂↑ | утворюється газ, осад або слабка кислота |
| солі | BaCl₂ + H₂SO₄ → BaSO₄↓ + 2HCl | утворюється осад |
Нітратна кислота за реакції з металами водню не виділяє: утворюються сіль, вода й оксиди Нітрогену: Cu + 4HNO₃(конц.) → Cu(NO₃)₂ + 2NO₂↑ + 2H₂O. Концентрована сульфатна кислота з міддю дає SO₂: Cu + 2H₂SO₄(конц.) → CuSO₄ + SO₂↑ + 2H₂O. У холодних концентрованих HNO₃ і H₂SO₄ пасивуються залізо та алюміній. Розбавляючи концентровану сульфатну кислоту, її обережно вливають у воду, а не навпаки.
Способи добування
- кислотний оксид з водою: SO₃ + H₂O → H₂SO₄, P₂O₅ + 3H₂O → 2H₃PO₄;
- водень з неметалом і розчинення продукту у воді: H₂ + Cl₂ → 2HCl;
- витіснення слабшої кислоти з її солі сильнішою: Na₂SiO₃ + 2HCl → 2NaCl + H₂SiO₃↓.
Розібрані приклади
Спробуй розв’язати сам, а потім відкрий розв’язання. Це авторські приклади, а не завдання з тренувань.
Приклад 1
Які з реакцій можливі: Cu + HCl; Zn + H₂SO₄(розб.); CaCO₃ + HNO₃; AgNO₃ + HCl?
Показати розв’язанняСховати розв’язання
- Мідь у ряду активності стоїть після водню й з хлоридною кислотою не реагує.
- Цинк лівіше за водень: Zn + H₂SO₄ → ZnSO₄ + H₂↑.
- З карбонатом кислота реагує з виділенням CO₂: CaCO₃ + 2HNO₃ → Ca(NO₃)₂ + H₂O + CO₂↑.
- З AgNO₃ утворюється осад: AgNO₃ + HCl → AgCl↓ + HNO₃.
Відповідь: можливі всі, крім Cu + HCl.
Приклад 2
Яка маса 20 %-го розчину хлоридної кислоти потрібна, щоб повністю розчинити 10 г кальцій карбонату?
Показати розв’язанняСховати розв’язання
- CaCO₃ + 2HCl → CaCl₂ + H₂O + CO₂↑; n(CaCO₃) = 10/100 = 0,1 моль.
- n(HCl) = 0,2 моль, m(HCl) = 0,2 · 36,5 = 7,3 г.
- m(розчину) = 7,3/0,2 = 36,5 г.
Відповідь: 36,5 г.
Типові помилки
- Вважати, що мідь витісняє водень із хлоридної кислоти.
- Очікувати виділення водню під час реакції металів з нітратною кислотою.
- Вважати, що всі кислоти — сильні електроліти: H₂CO₃, H₂S, H₂SiO₃ слабкі.
- Доливати воду в концентровану сульфатну кислоту замість того, щоб влити кислоту у воду.
- Вважати, що H₂CO₃ — стійка кислота: вона розкладається на воду й CO₂.