Наличием какого иона обусловлены общие свойства кислот
Общие свойства кислот. Классификация
Кислоты — класс сложных химических веществ, состоящих из атомов водорода и кислотных остатков.
В первую очередь кислоты делятся на:
- органические или карбоновые и
- неорганические или минеральные.
Свойства карбоновых кислот подробно разбираются в статье Карбоновые кислоты (ссылка на статью)
В зависимости от количества атомов водорода, которые могут замещаться в химических реакциях различают:
- одноосновные кислоты
- двухосновные кислоты
- трехосновные кислоты.
Не смотря на то, что в уксусной кислоте четыре атома водорода, три из них принадлежат кислотному остатку и в реакциях замещения не участвуют. Соответственно, уксусная кислота — одновалентная.
Свойства неорганических кислот также зависят от наличия в их составе кислорода и делятся на
- бескислородные
- кислородсодержащие.
Растворы кислот способны диссоциировать и проводить электрический ток т.е. являются электролитами. В зависимости от степени диссоциации делятся на:
- сильные
- слабые электролиты.
Химия. 8 класс. Учебник
Учебник написан преподавателями химического факультета МГУ им. М. В. Ломоносова. Отличительными особенностями книги являются простота и наглядность изложения материала, высокий научный уровень, большое количество иллюстраций, экспериментов и занимательных опытов, что позволяет использовать её в классах и школах с углублённым изучением естественно-научных предметов.
Купить
Химические свойства кислот
1. Диссоциация
При диссоциации кислот образуются катионы водорода и анионы кислотного остатка.
HNO3 → H+ + NO-3
HCl → H+ + Cl-
Многоосновные кислоты диссоциируют ступенчато.
Н3РО4 ↔ Н+ + Н2РО-4 (первая ступень)
Н2РО-4 ↔ Н+ + НРO2-4 (вторая ступень)
НРО2-4 ↔ Н+ + PОЗ-4 (третья ступень)
2. Разложение
Кислородсодержащие кислоты разлагаются на оксиды и воду.
H2CO3 → H2O + CO2↑
Бескислородные на простые вещества
3. Реакция с металлами
Кислоты реагируют лишь с теми металлами, что стоят в ряду активности до кислорода. В результате взаимодействия образуется соль и выделяется водород.
Mg + 2HCl → MgCl2 + H2↑
Найти ряд активности можно на последней странице электронного учебника
«Химия 9 класс» под редакцией В. В. Еремина.
Бдительные ученики могут сказать: «Золото стоит в ряду активности металлов после водорода, а с „царской водкой“ реагирует. Как же так?»
Из всех правил есть исключения.
Поскольку в состав азотной кислоты входит азот со степенью окисления +5, а в состав серной — сера со степенью окисления +6, то с металлами реагируют не ионы водорода, а более сильные окислители. Образуется соль, но не происходит выделения водорода.
Au + HNO3 + 4HCl → HAuCl4 + NO + 2H2O.
4. Реакции с основаниями
В результате образуются соль и вода, происходит выделение тепла.
Na2CO3 + 2CH3 — COOH → 2CH3 — COONa + H2O + CO2↑.
Реакции такого типа называются реакциями нейтрализации. Простейшая реакция, которую можно провести на собственной кухне — гашение соды столовым уксусом или 9%раствором уксусной кислоты.
5. Реакции кислот с солями
Вспомним, когда мы разбирали ионные уравнения ( ссылка на статью), одним из условий протекания реакций было образование в ходе взаимодействия нерастворимой соли, выделение летучего газа или слабо диссоциирующего вещества — например, воды. Те же условия сохраняются и для реакций кислот с солями.
BaCl2 + H2SO4 → BaSO4↓ + 2HCl↑
6. Реакция кислот с основными и амфотерными оксидами
В ходе реакции образуется соль и происходит выделение воды.
K2O + 2HNO3 → 2KNO3 + H2O
7. Восстановительные свойства бескислородных кислот
Если в окислительных реакциях первую скрипку играет водород, то в восстановительных реакциях основная роль принадлежит анионному остатку. В результате реакций образуются свободные галогены.
4HCl + MnO2 → MnCl2 + Cl2↑ + 2H2O
Физические свойства кислот
При нормальных условиях (Атмосферное давление = 760 мм рт. ст. Температура воздуха 273,15 K = 0°C) кислоты чаще жидкости, хотя встречаются и твердые вещества: например ортофосфорная H3PO4 или кремниевая H2SiO3.
Некоторые кислоты представляют собой растворы газов в воде: фтороводородная-HF, соляная-HCl, бромоводородная-HBr.
Кислотные свойства кислот в ряду HF → HCl → HBr → HI усиливаются.
Для некоторых кислот (соляная, серная, уксусная) характерен специфический запах.
Благодаря наличию ионов водорода в составе, кислоты обладают характерным кислым вкусом.
Химическая лаборатория не ресторан, и в целях безопасности существует жесткий запрет на опробование на вкус химических веществ.
Как же можно определить кислота в пробирке или нет?
В 1300 году был открыт лакмус, и с тех пор алхимикам и химикам не пришлось рисковать своим здоровьем, пробуя на вкус содержимое пробирок. Запомните, что лакмус в кислой среде краснеет.
Вторым широко используемым индикатором является фенолфталеин.
Простой мнемонический стишок поможет запомнить, как ведут себя индикаторы в разных средах.
Индикатор лакмус — красный
Кислоту укажет ясно.
Индикатор лакмус — синий,
Щёлочь здесь — не будь разиней,
Когда ж нейтральная среда,
Он фиолетовый всегда.
Фенолфталеиновый — в щелочах малиновый
Но несмотря на это в кислотах он без цвета.
Что ещё почитать?
Неметаллы
Биография Д.И. Менделеева. Интересные факты из жизни великого химика
Карбоновые кислоты
Массовая доля вещества
18HBr + 2KMnO4 →2KBr + 2MnBr2 + 8H2O + 5Br2
14НI + K2Cr2O7 →3I2↓ + 2Crl3 + 2KI + 7H2O
#ADVERTISING_INSERT#
Источник
Цель: сформировать понятие о процессе электролитической
диссоциации кислот,
оснований, солей, продолжить
формирование знаний об электролитах и неэлектролитах.
Ссылка на видеоурок:
Конспект урока.
По характеру ионов, образующихся при
диссоциации электролитов, различают три типа электролитов: кислоты, основания, соли.
Химические свойства растворов электролитов
определяются свойствами тех ионов, которые образуются при диссоциации
электролитов. Поэтому важно помнить, какие ионы образуются при диссоциации
электролитов различных типов. Рассмотрим кислоты с точки зрения
электролитической диссоциации. При диссоциации соляной кислоты образуются
катион водорода и хлорид-ион:
HCl = H+ + Cl-
При диссоциации серной кислоты образуются
два катиона водорода и сульфат-анион:
H2SO4 = 2H+ + SO4.2-
Все рассмотренные уравнения имеют
сходство в том, что при диссоциации любой кислоты образуются катион водорода и анион кислотного остатка.
С точки зрения теории электролитической
диссоциации кислоты — это электролиты, которые при диссоциации образуют
катионы водорода и анионы кислотного остатка. Поэтому общие характерные
свойства кислот (кислый вкус, изменение окраски индикаторов и др.) обусловлены
наличием катионов водорода.
Кислоты — это электролиты, при диссоциации которых в качестве катионов образуются
только катионы водорода.
Многоосновные
кислоты диссоциируют ступенчато (только для
сильных кислот диссоциация легко проходит по всем ступеням и
записывается в одну стадию). Количество ступеней диссоциации многоосновных
кислот равно количеству атомов водорода в молекуле кислоты.
Рассмотрим ступенчатую диссоциацию на примере
фосфорной кислоты H3PO4. Фосфорная
кислота является трёхосновной, так как содержит три атома водорода.
Поэтому у неё может быть три ступени диссоциации. На каждой ступени образуются
один катион водорода и анион кислотного остатка. К названиям анионов кислотного
остатка, содержащим в составе водород, добавляется приставка гидро-.
1-я ступень —образование
дигидрофосфат-ионов:
H3PO4
⇄ H+ + H2PO4-
2-я ступень —образование гидросфат-ионов:
H2PO4-⇄ H+ + HPО4;2-
3-я ступень — образование фосфат-ионов:
HPO42-⇄ H+ + PO43-
Диссоциация электролитов по второй
ступени происходит намного слабее, чем по первой. Диссоциация по третьей
ступени при обычных условиях почти не происходит. В уравнениях
электролитической диссоциации сильных электролитов ставится знак равенства,
слабых электролитов — знак обратимости. Общая
сумма зарядов в левой части уравнения равна общей сумме зарядов в правой части
уравнения.
Проанализируем уравнения
диссоциации сильных оснований (щелочей). При диссоциации гидроксида калия
образуются катион калия и гидроксид-ион:
KOH = K+ + OH-
При диссоциации гидроксида кальция
образуются катион кальция и гидроксид-ионы:
Ca(OH)2 = Ca2+ + 2OH-.
С точки зрения теории электролитической диссоциации основаниями являются электролиты,
которые при диссоциаци образуют катионы металла и
гидроксид-анионы OH−. Все основания объединяет то, что они при
диссоциации обязательно образуют гидроксид-ионы. Поэтому общие характерные
свойства оснований (мылкость на ощупь, изменение окраски индикаторов и др.)
обусловлены наличием гидроксид-ионов OH-.
Основания — это электролиты, при
диссоциации которых в качестве анионов образуются только гидроксид-ионы.
Слабые основания, содержащие в своём
составе несколько групп ОН-, диссоциируют ступенчато.
Рассмотрим соли с точки зрения
электролитической диссоциации.
Особенностью солей является то, что
они имеют ионные химические связи. При диссоциации в водном
растворе легко происходит образование гидратированных ионов. Поэтому соли
не диссоциируют по ступеням. Соли диссоциируют сразу полностью, а не
ступенчато.
Проанализируем уравнения диссоциации
солей. При диссоциации нитрата натрия образуются катион натрия
и нитрат-ион:
NaNO3 = Na+ + NO3–
При диссоциации фосфата калия
образуются катионы калия и фосфат-ион:
K3 PO4= 3K+ + PO43-.
При диссоциации хлорида аммония
образуются катион аммония и хлорид-ион: NH4Cl = NH4++ Cl-.
Все рассмотренные уравнения сходны в
том, что образуются катионы металлов и анионы кислотных остатков.
Соли — электролиты,
которые при диссоциации образуют катионы
металла (или катион аммония NH4+) и анионы кислотных остатков. Свойства
солей обусловлены как катионами металла, так и анионами кислотного остатка.
Источник
Кислоты – это класс химических соединений, в которых есть атом водорода и кислотный остаток. Напомню, что кислоты делятся на одно-, двух- и трёхосновные (основность определяется числом атомов водорода) и на кислородсодержащие и бескислородные (а это можно узнать, взглянув на кислотный остаток). А сейчас пришло время узнать, как ведут себя кислоты в химических реакциях.
Фото: cornellasap.org
Химические свойства кислот
1. Взаимодействие с металлами
Кислоты могут реагировать с некоторыми металлами. Чтобы узнать, с какими именно металлами могут взаимодействовать металлы, нам понадобится воспользоваться электрохимическим рядом активности металлов (также его называют электрохимическим рядом напряжений металлов). Ряд активности металлов относится к числу справочных материалов, учить наизусть его нет необходимости, поскольку обычно он представлен в учебнике химии или висит в классе химии. Выглядит он следующим образом:
Фото: из открытых источников
Найдите в ряду водород и запомните, что
металлы, стоящие в ряду напряжений ДО водорода (левее водорода), реагируют с кислотами с образованием соли и газообразного водорода, металлы, стоящие ПОСЛЕ (правее) водорода, с кислотами не реагируют.
Пример 1.
Будет ли серная кислота реагировать с цинком? Если будет, напишите уравнение реакции.
Для ответа на первый вопрос найдём в ряду активности металлов цинк. Он стоит левее водорода, следовательно, взаимодействие будет. Записываем уравнение:
Zn + Н2SO4 = ZnSO4 + H2
Пример 2.
Будет ли соляная кислота реагировать с алюминием? Если будет, напишите уравнение реакции.
Алюминий находится в ряду активности до водорода, поэтому реакция будет. Уравнение выглядит так:
Al + 6HCl = 2AlCl3 +3 H2
Пример 3.
Будет ли фосфорная кислота реагировать с серебром? Если будет, напишите уравнение реакции.
Серебро стоит в ряду активности металлов правее водорода, поэтому взаимодействия между фосфорной кислотой и серебром не будет.
2. Взаимодействие с оксидами.
Кислоты реагируют с основными оксидами (оксидами металлов) с образованием солей и воды. С кислотными оксидами (оксидами неметаллов) кислоты не реагируют.
Пример.
Запишите уравнение реакции между оксидом натрия и сернистой кислотой.
Na2O + H2SO3 = Na2SO3 + H2O
В данном случае мы наблюдаем реакцию обмена, когда два исходных реагента поменялись составными частями. В результате реакции между основным оксидом и кислотой всегда образуется соль и вода.
3. Взаимодействие с основаниями.
При взаимодействии кислот с основании также протекает реакция обмена, в результате которой образуются соль и вода.
Пример.
Запишите уравнение реакции между гидроксидом магния и азотной кислотой.
Mg(OH)2 + 2HNO3 = Mg(NO3)2 + 2H2O
С другими кислотами кислоты не реагируют.
Также напомню, что существует особая группа гидроксидов – амфотерные. Они могут вести себя в зависимости от условий как основания или как кислоты.
Амфотерные гидроксиды при взаимодействии с кислотами ведут себя как основания и реагируют с кислотами с образованием соли и воды.
И это нужно запомнить.
Пример.
Запишите уравнение реакции между амфотерным гидроксидом железа (III) и соляной кислотой.
Как сказано чуть выше, с кислотами амфотерные гидроксиды реагируют как основания с образованием соли и воды, то есть здесь будет следующая реакция:
Fe(OH)3 + 3HCl = FeCl3 + 3H2O
4. Взаимодействие с солями.
Кислоты могут реагировать с солями, если соль образована более слабой кислотой (к числу слабых относятся, например, угольная H2CO3 и сернистая H2SO3).
Пример.
Запишите уравнение реакции между карбонатом натрия и серной кислотой.
Карбонат – соль угольной кислоты, поэтому уравнение выглядит так:
Na2CO3 + H2SO4 = Na2SO4 + H2CO3.
Угольная кислота довольно нестойкая в обычных условиях и разлагается на углекислый газ и воды (особенно активно при повышении температуры) по такой схеме:
H2CO3 = H2O + CO2.
Пишите, пожалуйста, в комментариях, что осталось непонятным, и я обязательно дам дополнительные пояснения. Жалуйтесь на сложности в изучении школьного курса и говорите, что вас испугало в учебнике химии. И тогда следующая статья будет рассказывать именно об этой проблеме.
Источник
Тест по теме: «Реакции в растворах электролитов»
Вариант 1.
- Что такое электролитическая диссоциация?
1) процесс распада электролита на отдельные атомы; 2) самораспад вещества на отдельные молекулы; 3) процесс образования ионов; 4) процесс распада электролита на ионы при растворении или расплавлении.
- Какое уравнение диссоциации записано правильно:
- FeCl3 = Fe2+ + 3Cl-;
2) FeCl3 = Fe3+ + 3Cl-;
3) FeCl3 = Fe3+ + 2Cl-;
4) FeCl3 = Fe3+ + Cl3-.
- Процесс диссоциации азотной кислоты можно выразить уравнением:
- HNO3 ↔ H+ + 3NO-;
2) HNO3 ↔ H+ + NO3-;
3) HNO3 ↔ H+1 + NO3-1;
4) HNO3 ↔ 3H+ + 3NO-.
- Как называются электролиты, которые при диссоциации образуют катионы водорода и анионы кислотного остатка:
1) кислоты; 2) основания; 3) соли; 4) оксиды.
- Все общие свойства оснований обусловлены наличием:
1) катионов водорода; 2) катионов металлов; 3) анионов кислотного остатка; 4) гидроксид анионов.
- Что обозначает выражение «степень диссоциации кислоты равна 25%»:
1) 25% всех молекул кислоты не диссоциируют на ионы; 2) 25% всех молекул кислоты диссоциируют на ионы; 3) 25% всех частиц в растворе кислоты – ионы; 4) 25% всех частиц в растворе кислоты – молекулы.
- Электролиты – это:
- оксиды, растворимые в воде; 2) вода; 3) кислоты, соли и основания растворимые в воде;
4) кислоты, соли и основания нерастворимые в воде.
- Кислотная среда раствора определяется:
1) катионом водорода Н+; 2) гидроксид анионом ОН-; 3) наличием обоих ионов одновременно Н+ОН-; 4) другим ионом.
- Индикатор – это вещество, которое при взаимодействии с данным веществом:
1) образует осадок; 2) образует воду; 3) образует газ; 4) изменяет цвет.
- Для определения наличия в растворе сульфат аниона SO42− необходимо добавить раствор содержащий:
1) катион алюминия Al3+; 2) карбонат анион CO32−; 3) катион водорода H+; 4) катион бария Ba2+.
- По таблице растворимости определите, какое из перечисленных веществ относится к неэлектролитам:
1) NaOH; 2) CuSO4; 3) Mg(OH)2; 4) HCl.
- Нейтральная среда раствора определяется:
1) катионом водорода Н+; 2) гидроксид анионом ОН-; 3) наличием обоих ионов одновременно Н+ОН-; 4) другим ионом.
- Фенолфталеин в щелочной среде приобретает окраску:
1) красную; 2) малиновую; 3) синюю; 4) фиолетовую.
- Для определения наличия в растворе карбонат аниона СО32− необходимо добавить раствор содержащий:
1) катион водорода Н+; 2) карбонат анион CO32−; 3) катион серебра Ag+; 4) катион бария Ba2+.
15. Какая из данных кислот является сильным электролитом:
1) серная; 2) кремневая; 3) угольная; 4) фосфорная.
!6. Напишите реакцию ионного обмена для веществ:
FeCl3 + NaOН =
Тест №7 Тема: «Реакции в растворах электролитов»
Вариант 2.
- Какие вещества называются кристаллогидратами:
1) твёрдые вещества, в состав которых входит химически связанная вода; 2) твёрдые вещества растворимые в воде; 3) твёрдые вещества нерастворимые в воде; 4) твёрдые вещества, реагирующие с водой.
- Какое уравнение диссоциации записано правильно:
1) Cu(NO3)2 = Cu2+ + NO6−; 2) Cu(NO3)2 = Cu2+ + 6NO-; 3) Cu(NO3)2 = 2Cu2+ + NO3-;
4) Cu(NO3)2 = Cu2+ + 2NO3-;
- Процесс диссоциации гидроксида кальция можно выразить уравнением:
1) Ca(OH)2 ↔ Ca2+ + OH-; 2) Ca(OH)2 ↔ Ca+2 + OH-; 3) Ca(OH)2 ↔ Ca2+ + 2OH-; 4) Ca(OH)2 ↔ Ca+2 + OH-1.
- Как называются электролиты, которые при диссоциации образуют катионы металла и анионы кислотного остатка:
1) кислоты; 2) основания; 3) соли; 4) оксиды.
- Все общие свойства кислот обусловлены наличием:
1) катионов водорода; 2) катионов металлов; 3) анионов кислотного остатка; 4) гидроксид анионов.
- Что обозначает выражение «степень диссоциации гидроксида натрия равна 40%»:
1) 40% всех молекул гидроксида натрия не диссоциируют на ионы; 2) 40% всех молекул гидроксида натрия диссоциируют на ионы; 3) 40% всех частиц в растворе гидроксида натрия – ионы; 4) 40% всех частиц в растворе гидроксида натрия – молекулы.
- По таблице растворимости определите, какое из перечисленных веществ относится к электролитам:
1) NaCl; 2) Cu(OH)2; 3) CaCO3; 4) H2SiO3.
- Щелочная среда раствора определяется:
1) катионом водорода Н+; 2) гидроксид анионом ОН-; 3) наличием обоих ионов одновременно Н+ОН-; 4) другим ионом.
- Для определения кислотной среды удобно пользоваться индикаторами:
1) фенолфталеином и лакмусом; 2) метилоранжем и фенолфталеином; 3) универсальным, лакмусом и метилоранжем; 4) универсальным и фенолфталеином.
- Для определения наличия в растворе хлорид аниона Cl− необходимо добавить раствор содержащий:
1) катион алюминия Al3+; 2) карбонат анион CO32−; 3) катион серебра Ag+; 4) катион бария Ba2+.
11. Если вещество является электролитом, то в таблице растворимости оно обозначено буквой:
1) М; 2) Н; 3) ?; 4) Р.
12. Сколько сред раствора существует:
1) две; 2) три; 3) четыре; 4) пять.
- Для определения щелочной среды удобно пользоваться индикаторами:
1) лакмусом; 2) метилоранжем; 3) универсальным, лакмусом и метилоранжем; 4) универсальным и фенолфталеином.
- Для определения наличия в растворе катиона серебра Ag+ необходимо добавить раствор содержащий:
1) катион водорода Н+; 2) хлорид анион Cl−; 3) катион серебра Ag+; 4) катион бария Ba2+.
15. Какая из данных кислот является слабым электролитом:
1) серная; 2) соляная; 3) азотная; 4) угольная.
Ответы. Тема: «ТЭД»
1 вариант
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | |
1) | х | х | х | х | |||||||||||
2) | х | х | х | х | |||||||||||
3) | х | х | х | ||||||||||||
4) | х | х | х | х |
2 вариант
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | |
1) | х | х | х | ||||||||||||
2) | х | х | х | х | |||||||||||
3) | х | х | х | х | |||||||||||
4) | х | х | х | х |
Источник