1. Кислоты и их классификация
Краткий ответ: кислотами называют электролиты, которые при диссоциации образуют катионы водорода \(H^+\) и анионы кислотного остатка.
Например:
\[ \mathrm{HCl \rightarrow H^+ + Cl^-} \]
Классификация кислот
1. По наличию кислорода в составе:
- бескислородные: \(\mathrm{HCl,\ H_2S}\);
- кислородсодержащие: \(\mathrm{H_2SO_4,\ HNO_3,\ H_3PO_4}\).
2. По числу атомов водорода, способных замещаться металлами:
- одноосновные: \(\mathrm{HCl,\ HNO_3}\);
- двухосновные: \(\mathrm{H_2SO_4,\ H_2CO_3}\);
- трёхосновные: \(\mathrm{H_3PO_4}\).
3. По силе электролита:
- сильные: \(\mathrm{HCl,\ HNO_3,\ H_2SO_4}\);
- слабые: \(\mathrm{H_2CO_3,\ H_2S,\ H_3PO_4}\).
Характеристика кислот
Серная кислота \(\mathrm{H_2SO_4}\):
- кислородсодержащая;
- двухосновная;
- сильная;
- растворимая в воде.
Фосфорная кислота \(\mathrm{H_3PO_4}\):
- кислородсодержащая;
- трёхосновная;
- слабая;
- растворимая в воде.
2. Общие химические свойства кислот
Кислоты реагируют:
1. С металлами
Образуются соль и водород:
\[ \mathrm{Zn + 2HCl \rightarrow ZnCl_2 + H_2\uparrow} \]
2. С основными оксидами
Образуются соль и вода:
\[ \mathrm{CuO + 2HCl \rightarrow CuCl_2 + H_2O} \]
3. С основаниями
Образуются соль и вода:
\[ \mathrm{HCl + NaOH \rightarrow NaCl + H_2O} \]
Это реакция нейтрализации.
4. С солями
Реакция идёт, если образуется осадок, газ или вода:
\[ \mathrm{Na_2CO_3 + 2HCl \rightarrow 2NaCl + H_2O + CO_2\uparrow} \]
Кроме того, растворы кислот изменяют окраску индикаторов: например, синий лакмус становится красным.
Условия реакции кислот с металлами
Реакция обычно протекает, если:
- металл находится в ряду активности до водорода;
- кислота является неокисляющей, например \(\mathrm{HCl}\) или разбавленная \(\mathrm{H_2SO_4}\).
Общее правило:
\[ \text{металл}+\text{кислота}\rightarrow\text{соль}+\mathrm{H_2} \]
Исключение: азотная кислота и концентрированная серная кислота обычно не выделяют водород, поскольку являются окислителями.
3. Правило Бертолле
Реакции между растворами электролитов протекают до конца, если в результате образуется:
- нерастворимое вещество — осадок;
- газ;
- слабый электролит, чаще всего вода.
Образование осадка
\[ \mathrm{AgNO_3 + HCl \rightarrow AgCl\downarrow + HNO_3} \]
Сокращённое ионное уравнение:
\[ \mathrm{Ag^+ + Cl^- \rightarrow AgCl\downarrow} \]
Образование газа
\[ \mathrm{Na_2CO_3 + 2HCl \rightarrow 2NaCl + H_2O + CO_2\uparrow} \]
Сокращённое ионное уравнение:
\[ \mathrm{2H^+ + CO_3^{2-} \rightarrow H_2O + CO_2\uparrow} \]
Образование воды
\[ \mathrm{HCl + NaOH \rightarrow NaCl + H_2O} \]
Сокращённое ионное уравнение:
\[ \mathrm{H^+ + OH^- \rightarrow H_2O} \]
Если осадок, газ или слабый электролит не образуются, то реакции обмена между растворами обычно не происходит.
