Что такое кислоты

Кислоты

Слова «кислота» и «кислый» не зря имеют общий корень. Растворы всех кислот на вкус кислые. Это не означает, что раствор любой кислоты можно пробовать на язык – среди них встречаются очень едкие и даже ядовитые. Но такие кислоты как уксусная (содержится в столовом уксусе), яблочная, лимонная, аскорбиновая (витамин С), щавелевая и некоторые другие (эти кислоты содержатся в растениях) знакомы вам именно своим кислым вкусом.

В этом параграфе мы рассмотрим только важнейшие неорганические кислоты, то есть такие, которые не синтезируются живыми организмами, но играют большую роль в химии и химической промышленности.

Все кислоты, независимо от их происхождения, объединяет общее свойство – они содержат реакционноспособные атомы водорода. В связи с этим кислотам можно дать следующее определение:

Кислота – это сложное вещество, в молекуле которого имеется один или несколько атомов водорода и кислотный остаток.

Определения кислот и оснований претерпели значительную эволюцию по мере расширения теоретическихпредставлений о природе химической связи и механизмах химических реакций.

В 1778 французский химик Антуан Лавуазье предположил, что кислотные свойства обусловлены наличием вмолекуле атомов кислорода. Эта гипотеза быстро доказала свою несостоятельность, так как многие кислотыне имеют в своём составе кислорода, в то время как многие кислородсодержащие соединения не проявляюткислотных свойств. Тем не менее, именно эта гипотеза дала название кислороду как химическому элементу.

В 1839 немецкий химик Юстус Либих дал такое определение кислотам: кислота — это водородосодержащеесоединение, водород которого может быть замещён на металл с образованием соли.

Первую попытку создать общую теорию кислот и оснований предпринял шведский физикохимик СвантеАррениус. Согласно его теории, сформулированной в 1887, кислота — это соединение, диссоциирующее вводном растворе с образованием протонов (ионов водорода H+). Теория Аррениуса быстро показаласвою ограниченность, она не могла объяснить многих экспериментальных фактов. В наше время она имеетглавным образом историческое и педагогическое значение.

В настоящее время наиболее распространены три теории кислоты и оснований. Они не противоречат другдругу, а дополняют.

  • Потеории сольвосистем, начало которой положили работы американских химиков Кэди и Франклина, опубликованные в 18961905 гг., кислота — такое соединение, которое даёт в растворе теположительные ионы, которые образуются при собственной диссоциации растворителя (Н3О+, NH4+). Это определение хорошо тем, что не привязано к водным растворам.
  • Попротонной теории кислот и оснований, выдвинутой в 1923 г. независимо датским учёным ЙоханнесомБрёнстедом и английским учёным Томасом Лоури, кислоты — водородсодержащие вещества, отдающиепри реакциях положительные ионы водорода — протоны. Слабость этой теории в том, что она невключает в себя не содержащие водорода вещества, проявляющие кислотные свойства, так называемыеапротонные кислоты.
  • Поэлектронной теории, предложенной в 1923 г. американским физикохимиком Гилбертом Льюисом, кислота — вещество, принимающее электронные пары, то есть акцептор электронных пар. Такимобразом, в теории Льюиса кислотой могут быть как молекула, так и катион, обладающие низкой по энергиисвободной молекулярной орбиталью.
  • Пирсонмодифицировал теорию Льюиса с учётом характеристик орбиталей-акцепторов, введя понятиежёстких и мягких кислот и оснований (принцип Пирсона или принцип ЖМКО). Жёсткие кислотыхарактеризуются высокой электроотрицательностью и низкой поляризуемостью атома, несущего свободнуюорбиталь, мягкие кислоты, соответственно, характеризуются низкой электроотрицательностью и высокойполяризуемостью атома, несущего свободную орбиталь.

Следует также отметить, что многие вещества проявляют амфотерные свойства, то есть ведут себя каккислоты в реакциях с основаниями и как основания — в реакциях с более сильной кислотой.

Классификация кислот

  • Посодержанию кислорода
    • бескислородные(HCl, H2S);
    • кислородосодержащие(HNO3,H2SO4).
  • Поосновности — количество кислых атомов водорода
    • Одноосновные(HNO3);
    • Двухосновные(H2SeO4, двухосновные предельные карбоновые кислоты);
    • Трёхосновные(H3PO4, H3BO3).
    • Полиосновные(практически не встречаются).
  • Посиле
    • Сильные— диссоциируют практически полностью, константы диссоциации больше 1·10−3 (HNO3);
    • Слабые— константа диссоциации меньше 1·10−3 (уксусная кислота Kд= 1,7·10−5).
  • Поустойчивости
    • Устойчивые(H2SO4);
    • Неустойчивые(H2CO3).
  • Попринадлежности к классам химических соединений
    • Неорганические(HBr);
    • Органические(HCOOH,CH3COOH);
  • Полетучести
    • Летучие(H2S, HCl);
    • Нелетучие(H2SO4) ;
  • Порастворимости в воде
    • Растворимые(H2SO4);
    • Нерастворимые(H2SiO3);

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *