Минеральные кислоты: описание, состав, применение

Кислоты – это химические соединения, в состав которых входят атомы водорода, способные замещаться на частицы металлов и кислотный остаток. Они также могут быть определены как вещества, которые могут реагировать с химическим основанием, образуя соль и воду.

Существует два основных типа этих соединений: сильные и слабые. Они также могут быть классифицированы как минеральные и органические кислоты в зависимости от химического состава. Основное различие между ними заключается в том, что первые представляют собой неорганические соединения, состоящие из различных комбинаций химических элементов, тогда как вторые - комбинация из атомов углерода и водорода.

Определение

Минеральная кислота - это вещество, синтезируемое из одного или нескольких неорганических соединений. Оно выделяет ионы водорода в растворе, из которого, в свою очередь, водород может вытесняться металлом с образованием соли. Разные кислоты имеют разные формулы. Например, у серной кислоты - это H2SO4, у азотной - HNO3.

Соли минеральных кислот содержатся внутри живых организмов, растворенные в воде (в виде ионов) или находятся в твердом состоянии (например, соли кальция и фосфора в составе скелета человека и большинства позвоночных животных).

Одна общая характеристика всех кислот состоит в том, что они всегда имеют, по крайней мере, один атом водорода в своей молекуле. Все они участвуют в реакции нейтрализации, реагируя с основаниями и образуя соли и воду. Другие свойства кислот - кислый вкус и способность вызывать изменение цвета некоторых красителей. Типичным примером этого является преобразование колера лакмусовой бумаги с синего на красный.

Минеральные кислоты хорошо растворимы в воде. Они абсолютно не смешиваются с органическими растворителями. Большинство из них очень агрессивно.

Перечень неорганических кислот

К минеральным относятся следующие вещества:

  1. Соляная кислота - HCl.
  2. Азотная кислота - HNO3.
  3. Фосфорная кислота - H3PO4.
  4. Серная кислота - H2SO4.
  5. Борная кислота - H3BO3.
  6. Плавиковая кислота - HF.
  7. Бромистоводородная кислота - HBr.
  8. Хлорная кислота - HClO4.
  9. Иодистоводородная кислота - HI.

Так называемые эталонные кислоты – соляная, серная и азотная - являются наиболее часто используемыми. Далее рассмотрим подробнее.

Соляная кислота

Концентрированное вещество представляет собой водный раствор, содержащий в составе около 38 % хлористого водорода (HCl). Обладает резким запахом, вызывает ожоги органов дыхания и глаз. Соляная кислота не классифицируется как окислитель или восстановитель. Однако при смешивании, например, с гипохлоритом натрия (отбеливателем) или перманганатом калия, она выделяет токсичный газообразный хлор.

соляная кислота

Являясь неокисляющей кислотой, HCl растворяет большинство неблагородных металлов, выделяя легковоспламеняющийся газообразный водород.

Азотная кислота (HNO3)

Азотная кислота поставляется в виде концентрированного раствора (68-70 %, 16 М) и в безводной форме (100 %). Это сильный окислитель. Свойства сохраняются, даже если он достаточно разбавлен и находится при комнатной температуре. Это вещество окисляет большинство органических соединений, превращаясь в закись азота. Она может образовывать взрывоопасные смеси практически с любым органическим соединением.

Азотная кислота

Концентрированная азотная кислота бурно реагирует с органическим материалом, что приводит к выделению газа и потенциальному повышению давления, после чего происходит разрыв сосуда, если емкость не вентилируется надлежащим образом. Реакции окисления с некоторыми органическими растворителями могут образовывать взрывоопасные нитраты.

Азотная кислота вступает во взаимодействие с большинством металлов, выделяя либо газообразный водород, либо оксиды азота в зависимости от концентрации и вида реагента. Она не растворяет золото и платину.

Смешивание азотной и соляной кислоты приведет к образованию коричневых паров, состоящих из токсичных оксидов азота.

Вещество вызывает возникновение желтых пятен на коже.

Серная кислота (H2SO4)

Концентрированное вещество часто поставляется в 98 % растворе (18 М). Это сильный окислитель, гигроскопичный и сильный обезвоживающий агент.

серная кислота

Разбавленное вещество реагирует с металлами подобно другим минеральным кислотам, выделяя газообразный водород. Концентрированное соединение также может растворять некоторые благородные металлы, такие как медь, серебро и ртуть, выделяя диоксид серы (SO2). Свинец и вольфрам не вступают в реакцию с серной кислотой.

Благодаря своей сильной окислительной и дегидратирующей способности она бурно реагирует со многими органическими химическими веществами, что приводит к выделению газа.

Фосфорная кислота (H3PO4)

Чистая ортофосфорное соединение представляет собой водорастворимое кристаллическое твердое вещество. Кислота, чаще всего продаваемая в виде 85 % водного раствора, является вязкой, нелетучей и не имеет запаха. Она является менее реакционной, чем другие минеральные кислоты, рассмотренные выше.

Растворяясь в воде, вещество делает жидкость вязкой и тягучей.

фосфорная кислота

Использование минеральных кислот

Неорганические кислоты варьируются от кислот с большой силой (серная) до очень слабых (борная). Они имеют тенденцию быть растворимыми в воде и не смешиваться с органическими растворителями.

Минеральные кислоты используются во многих секторах химической промышленности в качестве сырья для синтеза других химических веществ, как органических, так и неорганических. Большое количество их, особенно серная, азотная и соляная, производятся для коммерческого использования на крупных заводах.

Они также широко применяются из-за своих коррозионных свойств. Например, разбавленный раствор соляной кислоты используется для удаления отложений внутри котлов. Этот процесс известен как удаление накипи.

органические кислоты

В повседневной жизни серная кислота может использоваться для автомобильных аккумуляторов и очистки поверхностей. Всего несколько десятилетий назад люди регулярно покупали бутылки с этим веществом, чтобы заряжать свои автомобильные аккумуляторы.

Азотная кислота (HNO3) используется в химчистке. Фосфорная кислота (H3РО4) применяется при производстве спичек.

Сходство

Между неорганическими и органическими кислотами существуют характеристики, которые их объединяют в одну группу. Перечень их таков:

  1. Могут выделять протоны (ионы H).
  2. Вступают в реакцию с химическими основаниями.
  3. Имеют сильную и слабую кислотность.
  4. Окрашивают синюю лакмусовую бумажку в красный цвет.
  5. Взаимодействие кислот и минеральных веществ.

Различия

Между неорганическими и органическими кислотами стоит выделить следующие расхождения:

  1. Определение. Минеральные кислоты – это вещества, полученные из неорганических соединений. Органические кислоты – это органические соединения, обладающие кислотными свойствами.
  2. Происхождение. Большинство минеральных кислот имеют не биологическое происхождение, например, минеральные источники. С органическими соединениями все наоборот.
  3. Растворимость. Большинство минеральных кислот хорошо растворяются в воде. Органические же соединения плохо смешиваются с жидкостью.
  4. Кислотность. Большинство минеральных кислот являются сильными. Органические - обычно слабые.
  5. Химический состав. Минеральные кислоты могут иметь или не иметь атомы углерода в своей структуре. В органических соединениях они присутствуют всегда.

В статье представлены данные о кислотах и их свойствах.

Статья закончилась. Вопросы остались?
Добавить смайл
  • :smile:
  • :wink:
  • :frowning:
  • :stuck_out_tongue_winking_eye:
  • :smirk:
  • :open_mouth:
  • :grinning:
  • :pensive:
  • :relaxed:
  • :heart:
Подписаться
Я хочу получать
Правила публикации
Следят за новыми комментариями — 4
Редактирование комментария возможно в течении пяти минут после его создания, либо до момента появления ответа на данный комментарий.