Состав и общие свойства кислот

1. Классификация кислот

Су­ще­ству­ют раз­ные спо­со­бы клас­си­фи­ка­ции кис­лот. По на­ли­чию ато­мов кис­ло­ро­да кис­ло­ты де­лят­ся на кис­ло­род­со­дер­жа­щие (на­при­мер, азот­ная и сер­ная кис­ло­ты) и бес­кис­ло­род­ные (на­при­мер, со­ля­ная и се­ро­во­до­род­ная).

По ко­ли­че­ству ато­мов во­до­ро­да в мо­ле­ку­ле или по ва­лент­но­сти кис­лот­но­го остат­ка кис­ло­ты можно раз­де­лить на од­но­ос­нов­ные (на­при­мер, HCl), двух­ос­нов­ные (на­при­мер, H₂SO₄) и трех­ос­нов­ные (на­при­мер, Н₃РО₄).

На наших уро­ках пока мы ис­поль­зу­ем толь­ко фор­му­лы неор­га­ни­че­ских (ми­не­раль­ных кис­лот), но ведь есть и ор­га­ни­че­ские кис­ло­ты. Это ук­сус­ная, ща­ве­ле­вая, сте­а­ри­но­вая, ли­мон­ная и дру­гие.

2. Состав кислот

В со­став кис­лот обя­за­тель­но вхо­дят атомы во­до­ро­да, ко­то­рые можно за­ме­стить на ме­талл. По­это­му кис­ло­та­ми на­зы­ва­ют слож­ные ве­ще­ства, в со­став ко­то­рых вхо­дят атомы во­до­ро­да, спо­соб­ные за­ме­щать­ся на ме­талл, и кис­лот­ные остат­ки.

Со­став кис­лот от­ра­жен в их на­зва­нии. На­при­мер, у бес­кис­ло­род­ных кис­лот на­зва­ние все­гда вклю­ча­ет на­зва­ние эле­мен­та и слово «во­до­род­ная»:

HCl – хло­ро­во­до­род­ная, H₂S – се­ро­во­до­род­ная.

На­зва­ния кис­ло­род­со­дер­жа­щих кис­лот тоже под­чи­ня­ют­ся опре­де­лен­ным пра­ви­лам. К на­зва­нию хи­ми­че­ско­го эле­мен­та при­бав­ля­ет­ся суф­фикс н или ов(ев) и окон­ча­ние –ая, если число ато­мов кис­ло­ро­да в мо­ле­ку­ле кис­ло­ты наи­боль­шее:

H₂SO₄ - сер­ная

HNO₃ – азот­ная

H₂SiO₃ - крем­ни­е­вая

Если в мо­ле­ку­ле кис­ло­ты число ато­мов кис­ло­ро­да мень­ше мак­си­маль­но­го, то часто в на­зва­нии ис­поль­зу­ют суф­фикс ист:

H₂SO₃ – сер­ни­стая

HNO₂ – азо­ти­стая

3. Общие химические свойства кислот

Вспом­ним, какие же хи­ми­че­ские свой­ства ха­рак­тер­ны для кис­лот. Рас­тво­ри­мые в воде кис­ло­ты из­ме­ня­ют окрас­ку ин­ди­ка­то­ров. На­при­мер, в кис­лой среде лак­мус и ме­ти­ло­ранж  ста­но­вят­ся крас­ны­ми, а фе­нол­фта­ле­ин оста­ет­ся бес­цвет­ным.

Кис­ло­ты (кроме азот­ной и кон­цен­три­ро­ван­ной сер­ной) всту­па­ют в ре­ак­ции за­ме­ще­ния с ме­тал­ла­ми, сто­я­щи­ми в ряду ак­тив­но­сти левее во­до­ро­да. При этом об­ра­зу­ет­ся соль и вы­де­ля­ет­ся во­до­род. На­при­мер, же­ле­зо мед­лен­но вза­и­мо­дей­ству­ет с со­ля­ной кис­ло­той, при этом об­ра­зу­ют­ся хло­рид же­ле­за(II) и во­до­род:

Fe + 2HCl = FeCl₂ + H₂

Алю­ми­ний всту­па­ет в ре­ак­цию за­ме­ще­ния с со­ля­ной кис­ло­той быст­рее, чем же­ле­зо, т.к. в ряду ак­тив­но­сти он стоит левее же­ле­за. При этом об­ра­зу­ет­ся хло­рид алю­ми­ния и вы­де­ля­ет­ся во­до­род:

2Al + 6HCl = 2AlCl₃ + 3H₂

Маг­ний очень энер­гич­но вза­и­мо­дей­ству­ет с со­ля­ной кис­ло­той, об­ра­зуя хло­рид маг­ния и во­до­род:

Mg + 2HCl = MgCl₂ + H₂

Для кис­лот ха­рак­тер­на ре­ак­ция с ос­нов­ны­ми и ам­фо­тер­ны­ми ок­си­да­ми. В ре­зуль­та­те этого вза­и­мо­дей­ствия об­ра­зу­ют­ся соль и вода. При вза­и­мо­дей­ствии ок­си­да каль­ция с со­ля­ной кис­ло­той об­ра­зу­ют­ся хло­рид каль­ция и вода. В ре­ак­ции ок­си­да же­ле­за(III) с со­ля­ной кис­ло­той об­ра­зу­ют­ся хло­рид же­ле­за(III) и вода.

CaO + 2HCl = CaCl₂ + H₂O

Fe₂O₃ + 6HCl = 2FeCl₃ + 3H₂O

Кис­ло­ты всту­па­ют во вза­и­мо­дей­ствие с ос­но­ва­ни­я­ми. Эта ре­ак­ция от­но­сит­ся к типу об­ме­на и по­лу­чи­ла на­зва­ние ре­ак­ции ней­тра­ли­за­ции. Ре­ак­ция ней­тра­ли­за­ции может про­те­кать между сер­ной кис­ло­той и гид­рок­си­дом на­трия. В ре­зуль­та­те этого вза­и­мо­дей­ствия об­ра­зу­ет­ся суль­фат на­трия и вода:

H₂SO₄+ 2NaOH = Na₂SO₄ + 2H₂O

4. Значение кислот

Роль кис­лот в нашей жизни труд­но не за­ме­тить. Во-пер­вых, в же­лу­доч­ном соке че­ло­ве­ка и жи­вот­ных со­дер­жит­ся сла­бый рас­твор со­ля­ной кис­ло­ты. Му­ра­вьи­ная кис­ло­та, ко­то­рая от­но­сит­ся к груп­пе ор­га­ни­че­ских кис­лот, со­дер­жит­ся в жид­ко­сти, вы­де­ля­е­мой му­ра­вья­ми, и ожог от кра­пи­вы обу­слов­лен дей­стви­ем на кожу имен­но этой кис­ло­ты.

Рис. 1. Кис­ло­ты в при­ро­де (в ли­мон­ном соке со­дер­жит­ся ли­мон­ная кис­ло­та; в жид­ко­сти, вы­де­ля­е­мой му­ра­вья­ми – му­ра­вьи­ная кис­ло­та)

На эти­кет­ке мно­гих га­зи­ро­ван­ных фрук­то­вых на­пит­ков на­пи­са­но, что в их со­став вхо­дит фос­фор­ная кис­ло­та. Азот­ная кис­ло­та ис­поль­зу­ет­ся в про­из­вод­стве ми­не­раль­ных удоб­ре­ний и взрыв­ча­тых ве­ществ. Сер­ную кис­ло­ту при­ме­ня­ют в про­из­вод­стве ак­ку­му­ля­тор­ных ба­та­рей.