Химия кислоты все: Кислоты в химии — реакции, свойства и примеры

Содержание

Кислоты: классификация и химические свойства


Репетиторы


Химия

Кислоты: классификация и химические свойства


Автор: Татьяна С., онлайн репетитор по химии




28.11.2011




Раздел: Химия

Кислотами называются сложные вещества, в состав молекул которых входят атомы водорода, способные замещаться или обмениваться на атомы металла и кислотный остаток.

По наличию или отсутствию кислорода в молекуле кислоты делятся на кислородсодержащие (H2SO4 серная кислота, H2SO3 сернистая кислота, HNO3 азотная кислота, H3PO4 фосфорная кислота, H2CO3 угольная кислота, H2SiO3 кремниевая кислота) и бескислородные (HF фтороводородная кислота, HCl хлороводородная кислота (соляная кислота), HBr бромоводородная кислота, HI иодоводородная кислота, H2S сероводородная кислота).

В зависимости от числа атомов водорода в молекуле кислоты кислоты бывают одноосновные (с 1 атомом Н), двухосновные (с 2 атомами Н) и трехосновные (с 3 атомами Н). Например, азотная кислота HNO3 одноосновная, так как в молекуле её один атом водорода, серная кислота H2SO4 двухосновная и т.д.

 

К И С Л О Т Ы

 

 Одноосновные

 Двухосновные

 Трехосновные

 HNO3 азотная

 HF фтороводородная

 HCl хлороводородная

 HBr бромоводородная

 HI иодоводородная

 H2SO4 серная

 H2SO3 сернистая

 H2S сероводородная

 H2CO3 угольная

 H2SiO3 кремниевая

 H3PO4 фосфорная

Неорганических соединений, содержащих четыре атома водорода, способных замещаться на металл, очень мало.

Часть молекулы кислоты без водорода называется кислотным остатком.

Кислотные остатки могут состоять из одного атома  (-Cl, -Br, -I) – это простые кислотные остатки, а могут – из группы атомов (-SO3, -PO4, -SiO3) – это сложные остатки.

В водных растворах при реакциях обмена и замещения кислотные остатки не разрушаются:

H2SO4 + CuCl→ CuSO4 + 2 HCl↑

Слово ангидрид означает безводный, то есть кислота без воды. Например,

H2SO4 – H2O → SO3. Бескислородные кислоты ангидридов не имеют.

Своё название кислоты получают от названия образующего кислоту элемента (кислотообразователя) с прибавлением окончаний «ная» и реже «вая»: H2SO4 – серная; H2SO3 – угольная; H2SiO3 – кремниевая  и т.д.

Элемент может образовать несколько кислородных кислот. В таком случае указанные окончания в названии кислот будут тогда, когда элемент проявляет высшую валентность (в молекуле кислоты большое содержание атомов кислорода). Если элемент проявляет низшую валентность, окончание в названии кислоты будет «истая»: HNO3  азотная, HNO– азотистая.

Кислоты можно получать растворением ангидридов в воде. В случае, если ангидриды в воде не растворимы, кислоту можно получить действием другой более сильной кислоты на соль необходимой кислоты. Этот способ характерен как для кислородных так и бескислородных кислот. Бескислородные кислоты получают так же прямым синтезом из водорода и неметалла с последующим растворением полученного соединения в воде:

H2 + Cl2 → 2 HCl;

H2 + S → H2S.

Растворы полученных газообразных веществ HCl  и H2S и являются кислотами.

При обычных условиях кислоты бывают как в жидком, так и в твёрдом состоянии.

Химические свойства кислот

Растворыв кислот действуют на индикаторы. Все кислоты (кроме кремниевой) хорошо растворяются  в воде. Специальные вещества – индикаторы позволяют определить присутствие кислоты.

Индикаторы – это вещества сложного строения. Они меняют свою окраску в зависимоти от взаимодействия с разными химическими веществами. В нейтральных растворах — они имеют одну окраску, в растворах оснований – другую. При взаимодействии с кислотой они меняют свою окраску: индикатор метиловый оранжевый окрашивается в красный цвет, индикатор лакмус – тоже в красный цвет.

Взаимодействуют с основаниями с образованием воды и соли, в которой содержится неизменный кислотный остаток (реакция нейтрализации):

H2SO4 + Ca(OH)→ CaSO4 + 2 H2O.

Взаимодействуют с основанными оксидами с образованием воды и соли (реакция нейтрализации). Соль содержит кислотный остаток той кислоты, которая использовалась в реакции нейтрализации:

H3PO4 + Fe2O3 → 2 FePO4 + 3 H2O.

Взаимодействуют с металлами. Для взаимодействия кислот с металлами должны выполнятся некоторые условия:

1. металл должен быть достаточно активным по отношению к кислотам (в ряду активности металлов он должен располагаться до водорода). Чем левее находится металл в ряду активности, тем интенсивнее он взаимодействует с кислотами;

2. кислота должна быть достаточно сильной (то есть способной отдавать ионы водорода H+).

При протекании химических реакций кислоты с металлами образуется соль и выделяется водород (кроме взаимодействия металлов с азотной и концентрированной серной кислотами,):

Zn + 2HCl → ZnCl2 + H2↑;

Cu + 4HNO3 → CuNO3 + 2 NO+ 2 H2O.

Остались вопросы? Хотите знать больше о кислотах?
Чтобы получить помощь репетитора – зарегистрируйтесь.
Первый урок – бесплатно!

Зарегистрироваться

© blog.tutoronline.ru,
при полном или частичном копировании материала ссылка на первоисточник обязательна.

Остались вопросы?

Задайте свой вопрос и получите ответ от профессионального преподавателя.


Задать вопрос



Физика

Курсы по физике 10 класс



Математика

Математика 11 класс



Математика

Курсы по геометрии 8 класс



История России

Курс подготовки к ГИА по «Истории»



Испанский язык

Курсы испанского для начинающих



Цифровая фотография

Курс цифровой фотографии



Математика

Курсы по математике 10 класс



Математика

Курсы по алгебре 7 класс

классификация, свойства, получение и применение In-chemistry.

ru

Кислоты (неорганические, минеральные) — это сложные соединения состоящие из катиона водорода (H+) и аниона кислотного остатка(SO32-, SO42-, NO3  и т.д). 

Кислотам дали такое название не просто так. Большинство из них имеют кислый вкус. С некоторыми из них знаком каждый из вас. Это, например, уксусная кислота, которая есть в каждом доме, аскорбиновая кислота (она же витамин C), лимонная кислота и т.д. Но не стоит все кислоты пробовать на вкус. Кислоты являются очень едкими веществами. Даже всем нам привычная и известная аскорбиновая кислота в большой концентрации будет вредна нашему организму. А от более сильных кислот — серной, соляной и даже уксусной — можно получить очень сильные ожоги, вплоть до летального исхода. Поэтому при работе с кислотами нужно быть осторожными, а также соблюдать технику безопасности!!!

Таблица названий некоторых кислот и их солей

Название кислоты Формула Название соли
Серная H2SO4 Сульфат
Сернистая H2SO3 Сульфит
Сероводородная H2S Сульфид
Соляная (хлористоводородная) HCl Хлорид
Фтороводородная (плавиковая) HF Фторид
Бромоводородная HBr Бромид
Йодоводородная HI Йодид
Азотная HNO3 Нитрат
Азотистая HNO2 Нитрит
Ортофософорная H3PO4 Фосфат
Угольная H2CO3 Карбонат
Кремниевая H2SiO3 Силикат
Уксусная CH3COOH Ацетат

Классификация кислот

По содержанию кислорода
Кислородсодержащие (H2SO4) Бескислородные (HCl)
По количеству содержащихся катионов водорода (H+)
Одноосновные (HCl) Двухосновные (H2SO4) Трёхосновные (H3PO4)

Понятие «одноосновная кислота» произошло по причине того, что для нейтрализации одной молекулы одноосновной кислоты нам понадобится одна молекула основания.  для двухосновной — соответственно две молекулы и т. д.

По растворимости (в воде)
Растворимые (HCl) Нерастворимые (H2SiO3)
По силе (степени диссоциации)
Сильные (H2SO4) Слабые (CH3COOH)
По летучести
Летучие (H2S) Нелетучие (H2SO4)
По устойчивости
Устойчивые (H2SO4) Неустойчивые (H2CO3)

Свойства кислот

Изменение цвета индикаторов в кислой среде

Индикатор Нейтральная среда Кислая среда
Метилоранж оранжевый красный
Лакмус фиолетовый красный
Фенолфталеин бесцветный бесцветный
Бромтимоловый синий зеленый желтый
бромкрезоловый зеленый синий желтый

Химические свойства кислот

  • Взаимодействие с металлами (в ряду активности находящихся до водорода), протекает с выделением газообразного водорода и образованием солей: 

H2SO4 + 2Na → Na2SO4 + H2

Металлы, находящиеся в ряду активности после водорода,  не вступают в реакцию с кислотой (кроме концентрированной серной кислоты).

Азотная и концентрированная серная кислоты проявляют свойства окислителей, и продукты реакций будут зависеть от концентрации, температуры и природы восстановителя.

  • Взаимодействуют с оксидами основных и амфотерных металлов с образованием солей и воды:

H2SO4 + MgO → MgSO4 + H2O

  • С основаниями, с образованием солей и воды (так называемая реакция нейтрализации):

H2SO4 + 2NaOH → Na2SO4 + H2O

  • Кислоты могут взаимодействовать с солями, если в результате реакции будет образовываться нерастворимая соль, или выделяться газ:

H2SO4 + K2CO3 → K2SO4 + H2O + CO2

  • Сильные кислоты могут вытеснять из солей более слабые кислоты:

3H2SO4 + 2K3PO4 → 3K2SO4 + H3PO4

Получение кислот

  • Взаимодействие кислотного оксида с водой:

H2O + SO3 →H2SO4

  • Взаимодействие водорода и неметалла:

H2 + Cl2 → 2HCl

  • Вытеснение слабой кислоты из солей, более сильной кислотой:

3H2SO4 + 2K3PO4 → 3K2SO4 + H3PO4

Применение кислот

В настоящее время, минеральные и органические кислоты находят множество сфер применения.   

Серная кислота (H2SO4), находит широкое применение в химической технологии, для производства лакокрасочных материалов, производстве минеральных удобрений, в пищевой промышленности (пищевая добавка Е513), в качестве электролита в производстве аккумуляторных батарей.

Раствор двухромовокислого калия в серной кислоте (хромовая смесь) используются в лабораториях для мытья химической посуды. Являясь сильным окислителем, хромка позволяет отмывать посуду от следов загрязнений органическими веществами. Так же, хромовая смесь используется в органическом синтезе.

Борная кислота (H3BO3используется в медицине как антисептик, в качестве флюса при пайке металлов, как борсодержащее удобрение, в домашнем хозяйстве используется как средство от тараканов.

Широко известны в домашнем использовании при выпечке уксусная и лимонная кислоты. Также в быту их используют для удаления накипи.

Знакомая всем с детства аскорбиновая кислота, более известная в народе как витамин С, применяется при лечении простудных заболеваний.

Азотная кислота (HNO3) находит применение при производстве взрывчатых веществ, при производстве минеральных азотсодержащих удобрений (аммиачная, калиевая селитра), в производстве лекарственных средств (нитроглицерин).

нуклеиновых кислот | Определение, функция, структура и типы

полинуклеотидная цепь дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК)

Смотреть все СМИ

Ключевые люди:
Хар Гобинд Хорана
Уолтер Гилберт
Торбьорн Оскар Касперссон
Аарон Клуг
Феб Левен
Похожие темы:
РНК
ДНК
нуклеотид
пара оснований
нуклеозид

Просмотреть весь соответствующий контент →

Популярные вопросы

Что такое нуклеиновые кислоты?

Нуклеиновые кислоты представляют собой встречающиеся в природе химические соединения, которые служат основными молекулами, несущими информацию в клетках. Они играют особенно важную роль в управлении синтезом белка. Двумя основными классами нуклеиновых кислот являются дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК) и рибонуклеиновая кислота (РНК).

Какова основная структура нуклеиновой кислоты?

Нуклеиновые кислоты представляют собой длинноцепочечные молекулы, состоящие из серии почти идентичных строительных блоков, называемых нуклеотидами. Каждый нуклеотид состоит из азотсодержащего ароматического основания, присоединенного к пентозному (пятиуглеродному) сахару, который, в свою очередь, присоединен к фосфатной группе.

Какие азотсодержащие основания входят в состав нуклеиновых кислот?

Каждая нуклеиновая кислота содержит четыре из пяти возможных азотсодержащих оснований: аденин (A), гуанин (G), цитозин (C), тимин (T) и урацил (U). A и G относятся к категории пуринов, а C, T и U называются пиримидинами. Все нуклеиновые кислоты содержат основания А, С и G; Однако T встречается только в ДНК, а U — в РНК.

Когда были открыты нуклеиновые кислоты?

Нуклеиновые кислоты были открыты в 1869 году швейцарским биохимиком Фридрихом Мишером.

Сводка

Прочтите краткий обзор этой темы

нуклеиновая кислота , встречающееся в природе химическое соединение, способное расщепляться с образованием фосфорной кислоты, сахаров и смеси органических оснований (пуринов и пиримидинов). Нуклеиновые кислоты являются основными информационными молекулами клетки и, направляя процесс синтеза белков, определяют наследуемые признаки каждого живого существа. Двумя основными классами нуклеиновых кислот являются дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК) и рибонуклеиновая кислота (РНК). ДНК является главным чертежом жизни и составляет генетический материал всех свободноживущих организмов и большинства вирусов. РНК является генетическим материалом некоторых вирусов, но она также присутствует во всех живых клетках, где она играет важную роль в определенных процессах, таких как создание белков.

В этой статье рассматривается химия нуклеиновых кислот, описываются структуры и свойства, которые позволяют им служить передатчиками генетической информации. Для обсуждения генетического кода см. наследственность, а для обсуждения роли нуклеиновых кислот в синтезе белка см. метаболизм.

Нуклеотиды: строительные блоки нуклеиновых кислот

Основная структура

Нуклеиновые кислоты представляют собой полинуклеотиды, т. е. молекулы с длинными цепочками, состоящие из серии почти идентичных строительных блоков, называемых нуклеотидами. Каждый нуклеотид состоит из азотсодержащего ароматического основания, присоединенного к пентозному (пятиуглеродному) сахару, который, в свою очередь, присоединен к фосфатной группе. Каждая нуклеиновая кислота содержит четыре из пяти возможных азотсодержащих оснований: аденин (А), гуанин (Г), цитозин (Ц), тимин (Т) и урацил (У). A и G классифицируются как пурины, а C, T и U вместе называются пиримидинами. Все нуклеиновые кислоты содержат основания А, С и G; Однако T встречается только в ДНК, а U — в РНК. Пентозный сахар в ДНК (2′-дезоксирибоза) отличается от сахара в РНК (рибозы) отсутствием гидроксильной группы (—ОН) на 2′-углероде сахарного кольца. Без присоединенной фосфатной группы сахар, присоединенный к одному из оснований, известен как нуклеозид. Фосфатная группа соединяет последовательные остатки сахара, связывая 5′-гидроксильную группу одного сахара с 3′-гидроксильной группой следующего сахара в цепи. Эти нуклеозидные связи называются фосфодиэфирными связями и одинаковы в РНК и ДНК.

Нуклеотиды синтезируются из легкодоступных предшественников в клетке. Рибозофосфатная часть как пуриновых, так и пиримидиновых нуклеотидов синтезируется из глюкозы по пентозофосфатному пути. Первым синтезируется шестиатомное пиримидиновое кольцо, которое затем присоединяется к фосфату рибозы. Два кольца в пуринах синтезируются при присоединении к рибозофосфату во время сборки адениновых или гуаниновых нуклеозидов. В обоих случаях конечным продуктом является нуклеотид, несущий фосфат, присоединенный к 5′-углероду сахара. Наконец, специальный фермент, называемый киназой, добавляет две фосфатные группы, используя аденозинтрифосфат (АТФ) в качестве донора фосфата, с образованием рибонуклеозидтрифосфата, непосредственного предшественника РНК. Для ДНК 2′-гидроксильная группа удаляется из рибонуклеозиддифосфата с образованием дезоксирибонуклеозиддифосфата. Дополнительная фосфатная группа из АТФ затем добавляется другой киназой с образованием дезоксирибонуклеозидтрифосфата, непосредственного предшественника ДНК.

Викторина «Британника»

Наука: правда или вымысел?

Вас увлекает физика? Устали от геологии? С помощью этих вопросов отделите научный факт от вымысла.

В ходе нормального клеточного метаболизма РНК постоянно образуется и расщепляется. Остатки пурина и пиримидина повторно используются несколькими путями утилизации для создания большего количества генетического материала. Пурин сохраняется в виде соответствующего нуклеотида, тогда как пиримидин сохраняется в виде нуклеозида.

Органические кислоты и основания. Этапы химии

Кислоты и основания

Органические кислоты и основания

Первое определение кислот и оснований было дано Аррениусом , и, согласно его теории, кислоты диссоциируют в воде с образованием протонов (H + ), а основания диссоциируют в воде с образованием ( ОН):

Ограниченность этой теории стала очевидной в основном при изучении органических оснований, поскольку они реагируют с кислотами, но не являются гидроксид-ионами.

Таким образом, теория кислот и оснований Brønsted-Lowry взяла верх и используется для квалификации соединений как кислот или оснований. Эта теория более универсальна и описывает основания как вещества, являющиеся акцепторами протонов которые включают ионы гидроксида, но не ограничиваются ими:

 

 

-основные реакции, но изогнутые стрелки , как и для любой другой реакции, показывают движение электронов.

В кислотно-основной реакции Бренстеда-Лоури основание превращается в сопряженную кислоту , а кислота превращается в сопряженную ему кислоту.

 

Если вы не знаете о p K a, не беспокойтесь об этом сейчас, но позже мы увидим, что на основе значений p K a может служить любое соединение . как кислота или основание в зависимости от того, с чем оно реагирует.

Например, вода может быть основанием при образовании иона гидроксония в реакции с неорганическими кислотами, но может служить кислотой и при реакции с более сильными основаниями:

 

 

То же самое относится и к органическим соединениям. Например, диизопропиламин или пиридин являются распространенными органическими основаниями, используемыми в различных реакциях для нейтрализации протонированных частиц:0051 LDA ) путем взаимодействия с литийорганическими соединениями:

 

 

Классификация соединения как кислоты или основания может различаться, однако существуют некоторые общие определения органических кислот и оснований.

Карбоновые кислоты известны как органические кислоты , поскольку они имеют более низкие значения p K a, чем большинство других функциональных групп.

Значения p K a некоторых распространенных органических соединений перечислены ниже, а более подробный список можно загрузить в этом документе в формате PDF:

 

 

Амины , с другой стороны, известны как органические основания , поскольку неподеленная пара азота может быть протонирована с образованием относительно стабильных сопряженных кислот с p K a ~ 11. Существует отдельный пост о основности амина, который охватывает гораздо больше деталей по этой теме.

Помня об этом, вы можете быстро распознавать кислотные и основные центры органических молекул .

Например, для идентификации органических кислотных и основных участков в следующих соединениях, вам просто нужно найти карбоновые кислоты и амины :

 

 

Молекулы, содержащие только карбоновые кислоты , будут иметь

52 кислотные свойства и те, которые содержат только аминогруппы , будут проявлять основные свойства .

 

Давайте также посмотрим на одну важную биологическую молекулу , которую мы все знаем:

ДНК

Это аббревиатура от Дезоксирибонуклеиновая Кислота .

Итак, взгляните на структуру фрагмента ДНК и поймите, почему это кислота:

Возможно, вы узнали фосфатную группу в остове ДНК. Это производное фосфорной кислоты – H 3 PO 4 , отсюда и название.

Хотя в физиологических условиях (стр. H 7.4), он депротонирован и существует в виде фосфатной группы, поскольку p K a фосфорной кислоты составляет около 2,12.

ДНК также содержит основных сайтов , известных как нуклеооснований или просто оснований. А причиной отнесения их к основаниям является наличие атомов азота с неподеленными парами.

Это виды, которые образуют комплементарную водородную связь (A:T, G:C) , посредством которой передается генетическая информация:

 

 

Практика

1.

Изобразите механизм следующей кислотно-щелочной реакции. Обозначьте кислоту, основание, сопряженную кислоту и сопряженное основание:

ответ

Этот контент предназначен только для зарегистрированных пользователей.

Нажмите здесь, чтобы зарегистрироваться!

Присоединившись к Chemistry Steps, вы получите мгновенный доступ к ответам и решениям для всех практических задач , включая более 20 часов видео по решению задач, Тесты с несколькими вариантами ответов, головоломки, и мощный набор Органическая химия 1 и 2 Краткие учебные пособия .

2.

Изобразите механизм следующей кислотно-щелочной реакции. Обозначьте кислоту, основание, сопряженную кислоту и сопряженное основание:

ответ

Этот контент предназначен только для зарегистрированных пользователей.

Нажмите здесь, чтобы зарегистрироваться!

Присоединившись к Chemistry Steps, вы получите мгновенный доступ к ответам и решениям для всех практических задач , включая более 20 часов видеороликов по решению задач, викторин с несколькими вариантами ответов, головоломок, и мощного набора Органическая химия 1 и 2 сводных учебных пособий .

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *