Мінеральні кислоти: опис, склад, застосування

Кислоти – це хімічні сполуки, до складу яких входять атоми водню, здатних заміщатися на частки металів і кислотний залишок. Вони також можуть бути визначені як речовини, які можуть реагувати з хімічною основою, утворюючи сіль і воду. Існує два основних типи цих сполук: сильні та слабкі. Вони також можуть бути класифіковані як мінеральні і органічні кислоти в залежності від хімічного складу. Основна відмінність між ними полягає в тому, що перші являють собою неорганічні сполуки, що складаються з різних комбінацій хімічних елементів, тоді як другі - комбінація з атомів вуглецю і водню.

Визначення

Мінеральна кислота - це речовина, синтезируемое з одного або декількох неорганічних сполук. Воно виділяє іони водню в розчині, з якого, в свою чергу, водень може витіснятися металом з утворенням солі. Різні кислоти мають різні формули. Наприклад, сірчаної кислоти H2SO4 азотної - HNO3. Солі мінеральних кислот містяться всередині живих організмів, розчинені у воді (у вигляді іонів) або знаходяться в твердому стані (наприклад, солі кальцію та фосфору в складі скелета людини і більшості хребетних тварин). Одна загальна характеристика всіх кислот полягає в тому, що вони завжди мають, принаймні, один атом водню в своїй молекулі. Всі вони беруть участь у реакції нейтралізації, реагуючи з підставами і утворюючи солі і воду. Інші властивості кислот - кислий смак і здатність викликати зміну кольору деяких барвників. Типовим прикладом цього є перетворення кольору лакмусового паперу з синього на червоний.

Мінеральні кислоти добре розчинні у воді. Вони абсолютно не змішуються з органічними розчинниками. Більшість з них дуже агресивно.

Перелік неорганічних кислот

До мінеральних відносяться наступні речовини:

Соляна кислота - HCl.

Азотна кислота - HNO3.

Фосфорна кислота - H3PO4.

Сірчана кислота - H2SO4.

Борна кислота - H3BO3.

Плавикова кислота - HF.

Бромистоводородная кислота - HBr.

Хлорне кислота - HClO4.

Иодистоводородная кислота - HI.

Так звані еталонні кислоти – соляна, сірчана й азотна - є найбільш часто використовуваними. Далі розглянемо докладніше.

Соляна кислота

Концентроване речовина являє собою водний розчин, що містить в складі близько 38 % хлористого водню (HCl). Володіє різким запахом, що викликає опіки органів дихання і очей. Соляна кислота не класифікується як окислювач або відновник. Однак при змішуванні, наприклад, з гіпохлоритом натрію (відбілювачем) або перманганатом калію, вона виділяє токсичний газоподібний хлор. Будучи неокисляющей кислотою HCl розчиняє більшість неблагородних металів, виділяючи легкозаймистий газоподібний водень.

Азотна кислота (HNO3)

Азотна кислота поставляється у вигляді концентрованого розчину (68-70 %, 16 М) і в безводній формі (100 %). Це сильний окислювач. Властивості зберігаються, навіть якщо він достатньо розведений і знаходиться при кімнатній температурі. Це речовина окисляє більшість органічних сполук, перетворюючись в закис азоту. Вона може утворювати вибухонебезпечні суміші практично з будь-яким органічним з'єднанням.

Концентрована азотна кислота бурхливо реагує з органічним матеріалом, що призводить до виділення газу і потенційного підвищення тиску, після чого відбувається розрив посудини, якщо ємність не вентилюється належним чином. Реакції окислення з деякими органічними розчинниками можуть утворювати вибухонебезпечні нітрати. Азотна кислота вступає у взаємодію з більшістю металів, виділяючи або газоподібний водень, або оксиди азоту залежно від концентрації і виду реагенту. Вона не розчиняє золото і платину. Змішування азотної і соляної кислоти призведе до утворення коричневих пари, що складаються з токсичних оксидів азоту. Речовина викликає виникнення жовтих плям на шкірі.

Сірчана кислота (H2SO4)

Концентроване речовина часто поставляється в 98 % розчині (18 М). Це сильний окислювач, гігроскопічний і сильний обезвоживающий агент. Розбавлене речовина реагує з металами подібно іншим мінеральних кислот, виділяючи газоподібний водень. Концентроване з'єднання також може розчиняти деякі благородні метали, такі як мідь, срібло і ртуть, виділяючи діоксид сірки (SO2). Олово і вольфрам не вступають в реакцію з сірчаною кислотою.
Завдяки своїй сильній окисної і дегидратирующей здібності вона бурхливо реагує з багатьма органічними хімічними речовинами, що призводить до виділення газу.

Фосфорна кислота (H3PO4)

Чистий ортофосфорное з'єднання являє собою водорозчинне кристалічна тверда речовина. Кислота, найчастіше продається у вигляді 85 % водного розчину, є в'язкою, нелетучей і не має запаху. Вона є менш реакційної, ніж інші мінеральні кислоти, розглянуті вище. Розчиняючись у воді, речовина робить рідину в'язкою і тягучою.

Використання мінеральних кислот

Неорганічні кислоти варіюються від кислот з великою силою (сірчана) до дуже слабких (борна). Вони мають тенденцію бути розчинними у воді і не змішувати з органічними розчинниками. Мінеральні кислоти використовуються у багатьох галузях хімічної промисловості в якості сировини для синтезу інших хімічних речовин, як органічних, так і неорганічних. Велика кількість їх, особливо сірчана, азотна і соляна, виробляються для комерційного використання на великих заводах. Вони також широко застосовуються із-за своїх корозійних властивостей. Наприклад, розбавлений розчин соляної кислоти використовується для видалення відкладень всередині котлів. Цей процес відомий як видалення накипу.
У повсякденному житті сірчана кислота може використовуватися для автомобільних акумуляторів і очищення поверхонь. Лише кілька десятиліть тому люди регулярно купували пляшки з цією речовиною, щоб заряджати свої автомобільні акумулятори. Азотна кислота (HNO 3 використовується в хімчистці. Фосфорна кислота (H 3 РВ 4 застосовується при виробництві сірників.

Схожість

Між неорганічними та органічними кислотами існують характеристики, які їх об'єднують в одну групу. Перелік їх такий:

Можуть виділяти протони (іони H).

Вступають в реакцію з хімічними добавками.

Мають сильну і слабку кислотність.

Фарбують синю лакмусовий папірець в червоний колір.

Взаємодія кислот і мінеральних речовин.

Відмінності

Між неорганічними та органічними кислотами варто виділити наступні розбіжності:

Визначення. Мінеральні кислоти – це речовини, отримані з неорганічних сполук. Органічні кислоти – це органічні сполуки, що володіють кислотними властивостями.

Походження. Більшість мінеральних кислот не мають біологічне походження, наприклад, мінеральні джерела. З органічними сполуками все навпаки.

Розчинність. Більшість мінеральних кислот добре розчиняються у воді. Органічні з'єднання погано змішуються з рідиною.

Кислотність. Більшість мінеральних кислот є сильними. Органічні - зазвичай слабкі.

Хімічний склад. Мінеральні кислоти можуть мати або не мати атоми вуглецю в своїй структурі. В органічних сполуках вони присутні завжди.

У статті представлені дані про кислотах та їх властивості.