Кислоты, их классификация и свойства: все, что нужно знать
Кислоты - важный класс химических соединений, широко используемых в промышленности, сельском хозяйстве и повседневной жизни. Давайте разберемся в том, какие бывают кислоты, как их классифицировать и какие у них свойства.
Классификация кислот
Существует несколько подходов к классификации кислот:
- По химическому строению: Кислородсодержащие (серная, азотная) Бескислородные (соляная, плавиковая)
- По основности: Одноосновные (соляная) Многоосновные (ортофосфорная)
- По растворимости в воде: Растворимые (азотная, уксусная) Нерастворимые (кремниевая)
- По силе: Сильные (соляная, серная) Слабые (уксусная, молочная)
Кроме того, различают неорганические и органические кислоты. К неорганическим относят кислоты минерального происхождения (серная, азотная), а к органическим - кислоты на основе углерода (муравьиная, щавелевая).
Химические свойства кислот
Основные химические свойства кислот определяются наличием в их составе подвижных атомов водорода. Большинство кислот универсальны в своих химических реакциях. В основных классах реакций кислоты выступают как:
- Доноры протонов
- Окислители
- Кислоты Льюиса - акцепторы электронной пары
Рассмотрим подробнее некоторые важные реакции кислот.
Взаимодействие с металлами
При реакции кислот с металлами происходит замещение атомов водорода на атомы металла. В результате этой реакции образуются соли и выделяется водород.
Следует отметить, что кислоты взаимодействуют не со всеми металлами. Исключение составляют металлы, стоящие в ряду напряжений после водорода - они неспособны вытеснять водород из кислот.
Взаимодействие с основаниями
При взаимодействии кислот с основаниями, как правило, происходит нейтрализация. Она выражается в образовании соли и воды.
Такие реакции сопровождаются значительным выделением тепла, поэтому при работе с кислотами и щелочами необходимо соблюдать осторожность.
Взаимодействие с солями
Соли некоторых металлов также способны взаимодействовать с кислотами. Например, при взаимодействии кислот с карбонатами образуется соответствующая соль, углекислый газ и вода.
Реакции кислот с солями, как правило, протекает не так энергично, как реакции с основаниями.
Окислительно-восстановительные свойства кислот
Некоторые кислоты проявляют окислительно-восстановительную активность. Это связано с тем, что атомы элементов в их составе имеют высокие степени окисления (азотная, хлорная кислоты). Такие кислоты способны окислять многие неорганические и органические вещества.
Например, азотная кислота окисляет медь до оксида меди (II).
Хлорная кислота окисляет сероводород с образованием серы и хлорид-ионов.
Кислотно-основные индикаторы
Для определения кислотности среды используют специальные вещества - индикаторы. Наиболее распространены два вида индикаторов:
- Лакмус: в кислой среде окрашен в красный цвет, в щелочной - в синий.
- Фенолфталеин: в кислой среде бесцветный, в щелочной - ярко-розовый.
Выбор индикатора зависит от того, насколько сильную кислотность или основность нужно определить. Лакмус менее чувствителен, чем фенолфталеин.
Защита от кислот
Многие кислоты обладают выраженным раздражающим и прижигающим действием. Поэтому при работе с ними следует соблюдать правила техники безопасности:
- Использовать защитные очки, перчатки, фартук
- Разбавлять концентрированные кислоты осторожно, тонкой струйкой при перемешивании
- Хранить кислоты в отдельных шкафах, вдали от щелочей
При попадании концентрированной кислоты на кожу необходимо промыть это место большим количеством воды, а затем 5% раствором пищевой соды для нейтрализации.