Властивості та використання кислот
Матеріал параграфа допоможе вам:
• з’ясувати фізичні властивості кислот;
• засвоїти хімічні властивості кислот;
• прогнозувати можливість реакції кислоти з металом;
• дізнатися про сфери використання кислот.
Фізичні властивості кислот. Усі кислоти мають молекулярну будову. Оскільки молекули притягуються одна до одної слабко (на відміну від протилежно заряджених йонів в основному оксиді чи основі), то кислоти мають низькі температури плавлення і майже всі за звичайних умов є рідинами. Вони розчиняються у воді (крім кислоти H2SiO3), у багатьох випадках — необмежено, тобто змішуються з водою в будь-яких співвідношеннях з утворенням розчинів. Під час розчинення деяких кислот виділяється значна кількість теплоти (мал. 56).
Вам відомо, що безоксигенові кислоти є водними розчинами газів — сполук неметалічних елементів VI і VII груп із Гідрогеном (наприклад, H2S, НС1). Ці гази виділяються зі своїх розчинів навіть за звичайних умов.
Леткою, тобто такою, що переходить у газува-тий стан за помірного нагрівання, є нітратна кислота HNO3, а також кілька інших. Леткі кислоти мають запах.
Ортофосфатна кислота H3POll, ортоборатна (борна) H3BO3, метасилікатна H2SiO3 — тверді речовини. Вони, а також сульфатна кислота H2SO1 є нелеткими.
Карбонатна і сульфітна кислоти існують лише у водному розчині. Відповідні оксиди взаємодіють із водою неповною мірою, а кислоти, що утворюються, частково розкладаються на оксиди і воду:
Більшість кислот — токсичні речовини. Вони спричиняють серйозні отруєння, опіки шкіри. Тому працювати з кислотами, як і з лугами, потрібно обережно, дотримуючись правил безпеки. При потраплянні розчину кислоти на руку слід змити його водою, обробити шкіру розбавленим розчином харчової соди (для знешкодження залишків кислоти) і знову промити водою.
Хімічні властивості кислот. Здатність кислот реагувати з іншими речовинами значною мірою залежить від їх активності, стійкості, леткості, розчинності у воді. На це звертатимемо увагу, розглядаючи хімічні властивості кислот.
Кислоти виявляють різну хімічну' активність. Дуже активні кислоти називають сильними, а малоактивні — слабкими. Є ще й кілька кислот середньої сили. Приклади сполук кожної групи (див. також форзац II):
Дія на індикатори. Кислоти у водних розчинах змінюють забарвлення індикаторів (мал. 57), але не всіх і не так, як луги.
ЛАБОРАТОРНИЙ ДОСЛІД № 4
Дія водних розчинів кислот на індикатори
У три пробірки налийте по 1—2 мл розчину сульфатної кислоти. У будь-якій пробірці змочіть скляну
паличку розчином кислоти й доторкніться нею до універсального індикаторного папірця. Як змінюється колір індикатора?
В одну пробірку з розчином кислоти добавте 1—2 краплі розчину лакмусу, у другу — стільки ж розчину фенолфталеїну, а в третю — метилоранжу. Що спостерігаєте? Яким індикатором не можна виявити кислоту?
Реакції з металами. Усі безоксигенові кислоти, сульфатна кислота (у розбавленому розчині) та деякі інші реагують із металами з виділенням водню й утворенням солей (мал. 58):
Під час таких реакцій атоми металічного елемента, які містяться в простій речовині, заміщують атоми Гідрогену у складній речовині.
Реакцію між простою і складною речовинами, у результаті якої утворюються нові проста і складна речовини, називають реакцією заміщення.
Зі щойно вказаними кислотами взаємодіють не всі метали. Передбачити можливість реакції
Микола Миколайович Бекетов
(1827—1911)
Видатний російський і український хімік, академік Петербурзької академії наук. Дослідив реакції солей у водних розчинах із металами і воднем. Запропонував витискувальний ряд, або ряд активності металів (1865). Розробив та описав один із методів добування металів — металотермію. Сприяв становленню фізичної хімії — однієї з найважливіших хімічних наук. Працював професором у Харківському університеті (1855—1887), уперше читав курс лекцій із фізичної хімії як самостійної наукової дисципліни. Був президентом Російського фізико-хімічного товариства.
між металом і кислотою можна за допомогою ряду активності металів. Його склав вітчизняний хімік Μ. М. Бекетов на підставі вивчення реакцій металів із кислотами і солями. Наводимо цей ряд у сучасному вигляді (див. також форзац II):
Формула неметалу водню поділяє ряд на дві частини. Метали, розміщені в його лівій частині, взаємодіють із хлоридною і розбавленою сульфатною кислотами з виділенням водню, а розміщені праворуч — не реагують із ними (мал. 59):
ЛАБОРАТОРНИЙ ДОСЛІД № 5
Взаємодія хлоридної кислоти з металами
Візьміть дві пробірки. В одну пробірку помістіть залізний цвях, в іншу — трохи порошку чи стружки магнію. Дослідіть відношення кожного металу до розбавленої хлоридної кислоти.
Який метал активніше реагує з кислотою? Чи узгоджуються результати досліду із розміщенням заліза і магнію в ряду активності металів?
Складіть хімічні рівняння. Зважте на те, що Ферум у продукті реакції має ступінь окиснення +2.
Під час взаємодії нітратної кислоти, а також концентрованого розчину сульфатної кислоти21 з метачами замість водню утворюються інші речовини (мал. 60). Такі реакції розглядатимемо в 9 класі.
Реакції з основними оксидами та основами. Характерною властивістю всіх кислот є здатність взаємодіяти зі сполуками протилежного типу — основними оксидами й основами. Продукти кожної реакції — сіль і вода:
Про такі хімічні перетворення йшлося в попередніх параграфах.
Реакції із солями. Взаємодія кислоти із сіллю є реакцією обміну. Назвемо випадки, коли ці реакції відбуваються (мал. 61).
• Продукт реакції — сіль або кислота — є нерозчинним у воді (це з’ясовуємо за таблицею розчинності):
• Кислота-продукт є леткою чи походить від газуватої сполуки або розкладається з утворенням газу:
(Скорочення «тв.» означає «тверда речовина», а «конц.» — «концентрований розчин».)
• Кислота, що вступає в реакцію, є сильною, а кислота, яка утворюється, — слабкою. Прикладами можуть слугувати три останні реакції.
Термічний розклад оксигеновмісних кислот. Оксигеновмісні кислоти під час нагрівання, а карбонатна і сульфітна — за звичайних умов, роз-
кладаються з утворенням відповідних кислотних оксидів і води:
Одним із продуктів розкладу сульфатної кислоти при помірному нагріванні є сульфур(УІ) оксид, який при сильному нагріванні також розкладається:
Реакція термічного розкладу нітратної кислоти має певну особливість. Ця сполука розкладається на три речовини — нітроген(ІУ) оксид, кисень і воду (оксид N2O5, який відповідає нітратній кислоті, надто нестійкий):
Викладений матеріал підсумовує схема 8.
Використання кислот. Найчастіше застосовують сульфатну, хлоридну, нітратну й ортофос-фатну кислоти (табл. 10). їх добувають на хімічних заводах у великій кількості.
Розчин сульфатної кислоти заливають в акумулятори автомобілів, а розчин борної кислоти застосовують як дезінфікуючий засіб. У побуті використовують і органічні кислоти: оцтову
Використання кислот
Таблиця 10
Кислота |
Галузь використання |
H2SO4 |
Виробництво інших кислот, солей, добрив, барвників, ліків, очищення нафтопродуктів |
неї |
Виробництво солей, фарб, ліків |
HNO3 |
Виробництво добрив, вибухових речовин, барвників |
H3PO4 |
Виробництво добрив, мийних засобів |
кислоту CH3COOH (оцет — її розбавлений водний розчин), лимонну кислоту (консервант), аскорбінову кислоту (вітамін С).
Кислоти — молекулярні речовини, розчинні у воді. Вони змінюють забарвлення індикаторів, але не так, як луги.
Безоксигенові кислоти і розбавлена сульфатна кислота взаємодіють із більшістю металів з
виділенням водню й утворенням солей. Такі ·♦· · · реакції називають реакціями заміщення.
Можливість їх перебігу визначають за допомогою ряду активності металів.
Кислоти реагують з основними оксидами й основами з утворенням солей і води, а також із солями (продукти реакції — інші кислота і сіль). Оксигеновмісні кислоти розкладаються при нагріванні.
Кислоти широко використовують у різних сферах.
234. Назвіть характерні фізичні властивості кислот. Чим вони зумовлені?
235. Чи можна розрізнити за допомогою лакмусу, фенолфталеїну, універсального індикатора розчини кислоти і лугу? Якщо так, то як саме?
238. Напишіть рівняння реакцій (якщо вони відбуваються) між розбавленою сульфатною кислотою і такими речовинами:
а) цинк; г) фторидна кислота;
б) срібло; ґ) барій гідроксид;
в) карбон(ІУ) оксид; д) плюмбум(ІІ) нітрат.
239. Для кожного перетворення напишіть по два хімічних рівняння:
236. Допишіть схеми реакцій і складіть хімічні рівняння:
237. Замість крапок напишіть формули кислот-реагентів, продуктів реакцій і перетворіть схеми на хімічні рівняння:
240. Щоб здійснити реакцію між натрій хлоридом і сульфатною кислотою, до твердої солі додають чисту кислоту і нагрівають цю суміш. Поясніть, чому не використовують розчини сполук і для чого необхідне нагрівання.
241. За матеріалами з інтернету підготуйте повідомлення про використання фторидної (плавикової) кислоти.
242. Яка маса сульфатної кислоти потрібна для нейтралізації 8 г натрій гідроксиду?
243. У результаті реакції достатньої кількості хлоридної кислоти із 10 г суміші порошків срібла і цинку виділилося 0,7 л водню (н. у.). Обчисліть масову частку срібла в суміші.
244. Під час розкладу нітратної кислоти виділилося 11,2 л суміші газів (н. у.). Визначте масу кислоти, що розклалася.
ДОМАШНІЙ ЕКСПЕРИМЕНТ
Дія на сік буряка лимонного соку,
розчину харчової соди, мильного розчину
Сік столового буряка містить забарвлену речовину, що є індикатором. Пропонуємо виконати з ним такий експеримент.
Приготуйте столову ложку соку столового буряка, а також невеликі кількості водних розчинів харчової соди і господарчого мила.
Налийте в чотири полімерні стаканчики по 20—30 мл води і однакові порції соку буряка. Вміст посудин перемішайте.
Додайте в один стаканчик 1/2 чайної ложки лимонного соку, у другий — чайну ложку розчину харчової соди, у третій — стільки ж мильного розчину. Вміст четвертого стаканчика слугуватиме для порівняння забарвлень.
Що спостерігаєте? У яких розчинах виявлено луг, кислоту?
Результати експерименту запишіть у зошит.
Зробіть коротке повідомлення про ваше дослідження на уроці хімії.
Це матеріал з підручника Хімія 8 клас Попель
Автор: admin от 19-09-2016, 01:56, Переглядів: 5798