§ 55. Загальні способи добування кислот. Використання кислот

У цьому параграфі ви дізнаєтеся:

• як добувають оксигеновмісні і безоксигенові кислоти;

• у яких випадках спосіб одержання оксигеновмісних кислот називають прямим, а у яких — посереднім.

Вибраний спосіб добування кислот залежить від того, яку кислоту — безоксигенову чи оксигеновмісну — потрібно одержати.

У промисловості та лабораторній практиці безоксигенові кислоти одержують, як правило, двома методами:

а) у процесі безпосередньої взаємодії неметалу з воднем:

з подальшим розчиненням продукту реакції у воді;

б) під дією сильних або нелетких кислот на солі, утворені тими кислотами, які необхідно добути:

Оксигеновмісні кислоти одержують прямим шляхом, тобто взаємодією відповідного оксиду з водою:

Демонстраційний дослід

Помістимо червоний фосфор у металічну ложечку та спалимо його над хімічним стаканом з водою, у яку заздалегідь додали кілька крапель фіолетового лакмусу. Утворений у вигляді білого диму фосфор(У) оксид P₂O. поступово розчиняється у воді та реагує з нею. Це підтверджує зміна фіолетового забарвлення рідини на червоне, яке притаманне кислому середовищу. Ланцюжок реакцій утворення ортофос-фатиої кислоти такий:

Непрямим, посереднім способом кислоту одержують у реакції обміну між сіллю слабкої кислоти й сильною кислотою:

А чи можна добути кислоти, наприклад, взаємодією будь-якого активного неметалу з водою? Дійсно, у разі взаємодії, наприклад, хлору чи брому з водою на світлі або під час кип’ятіння впродовж певного часу утворюються кислоти — відповідно хлоридпа або бромідиа та газувата речовина, але вже не водень, а кисень:

Промислові способи одержання оксигеновмісних кислот, зокрема сульфатної, нітратної, ортофосфатної, щонайменше складаються з трьох стадій. Тут наведено лише останню стадію утворення сульфатної кислоти. Дві ж попередні стадії можна подати рівняннями таких реакцій:

Використання кислот. Більшість кислот, а саме сульфатну H₂SO₁, нітратну HNO₃, хлоридну НС1, ортофосфатну H₃PO₁, широко використовують у промисловості. Усі вони виготовляються на хімічних підприємствах.

Найбільше застосовують сульфатну кислоту H₂SO₁. Її ще називають основою хімічної промисловості. Передусім, це стосується виробництва мінеральних добрив. Сульфатна кислота необхідна також для виробництва інших мінеральних кислот, багатьох солей, барвників, вибухових речовин, очищення нафтопродуктів, добування таких металів, як Ni, Cu, Zr, U.

Нітратну кислоту HNO₃ використовують для виробництва азотних добрив, деяких кислот (H₂SO₁, H₃PO₄), барвників, вибухових речовин, медикаментів, для травлення й розчинення металів у металургії.

Хлоридну кислоту HCl застосовують у виробництві солей, для оброблення деяких природних мінералів, травлення металів.

Ортофосфатну кислоту H₃PO₄ використовують для виробництва мінеральних добрив, солей, як компонент покриттів, що наносять на поверхню металів для захисту їх від корозії. Очищену (харчову) H₃PO₁ застосовують для надання кислого смаку безалкогольним напоям, для освітлення цукру.

Запитання та завдання

1. Які способи одержання безоксигенових кислот використовують у промисловості та лабораторній практиці? Наведіть приклади.

2. Який спосіб одержання оксигеновмісних кислот є: а) прямим; б) посереднім? Наведіть приклади.

3. Чи можна безоксигенові кислоти одержати безпосередньою взаємодією неметалів з водою? Наведіть приклади.

4. Складіть рівняння реакцій між водою й оксидами, які відповідають кислотам: a) HClO₁; б) H₂Cr₂O₇. Обчисліть число структурних одиниць обох кислот, якщо в кожну з реакцій вступило по 1,806-IO²³ молекул води.

5. Визначте значення молярної маси (г/моль) кислоти:

а) складу H₂E, якщо в разі її утворення 0,25 г водню сполучаються з 4 г елемента Е;

б) складу HEO₃, у разі утворення якої вода взаємодіє з оксидом E₂O. з масовою часткою елемента E 43,66 %;

в) складу H₂EO₃, одержаної взаємодією солі K₂EO₃ з масовою часткою елемента E 18,18 % і хлоридної кислоти.

У всіх випадках складіть рівняння відповідних реакцій.

6. Складіть формули хлоридної, ортофосфатної, нітратної, карбонатної, метасилікатної та сульфідної кислот. Випишіть окремо рівняння реакцій, якщо це можливо, одержання цих кислот як прямим, так і посереднім способами.

7. Визначте масу ортофосфатної кислоти, яка утворилася внаслідок взаємодії фосфор(У) оксиду з водою числом молекул 3,612 • IO²³ молекул.

* 8. Визначте масу й число молекул нітратної кислоти, отриманої прямим і посереднім способами:

якщо у випадку а) прореагувало 6,1 моль води, а у випадку б) 0,1 моль хлоридної кислоти.

Це матеріал з підручника Хімія 8 клас Бутенко