Kiseline se mogu klasifikovati na osnovu različitih kriterijuma:

1) Prisustvo atoma kiseonika u kiselini

2) Bazičnost kiseline

Bazičnost kiseline je broj "pokretnih" atoma vodika u njenoj molekuli, koji se mogu odvojiti od molekule kiseline u obliku vodikovih kationa H + nakon disocijacije, a također su zamijenjeni atomima metala:

4) Rastvorljivost

5) Stabilnost

7) Oksidirajuća svojstva

Hemijska svojstva kiselina

1. Sposobnost odvajanja

Kiseline disociraju u vodenim rastvorima na vodikove katjone i kisele ostatke. Kao što je već spomenuto, kiseline se dijele na dobro disocijacije (jake) i nisko disocijacijske (slabe). Prilikom pisanja jednadžbe disocijacije za jake jednobazne kiseline koristi se ili jedna strelica usmjerena desno () ili znak jednakosti (=), što pokazuje virtualnu nepovratnost takve disocijacije. Na primjer, jednadžba disocijacije za jaku hlorovodoničnu kiselinu može se napisati na dva načina:

ili u ovom obliku: HCl = H + + Cl -

ili na ovaj način: HCl → H + + Cl -

Zapravo, smjer strelice nam govori da se obrnuti proces spajanja vodikovih kationa s kiselim ostacima (asocijacija) praktički ne događa u jakim kiselinama.

Ako želimo da napišemo jednačinu disocijacije za slabu monoprotnu kiselinu, u jednačini moramo koristiti dve strelice umesto znaka. Ovaj znak odražava reverzibilnost disocijacije slabih kiselina - u njihovom slučaju, obrnuti proces spajanja vodikovih kationa s kiselim ostacima je snažno izražen:

CH 3 COOH CH 3 COO — + H +

Višebazne kiseline diociraju postupno, tj. Kationi vodonika se odvajaju od svojih molekula ne istovremeno, već jedan po jedan. Iz tog razloga, disocijacija takvih kiselina nije izražena jednom, već nekoliko jednadžbi, čiji je broj jednak bazičnosti kiseline. Na primjer, disocijacija trobazne fosforne kiseline odvija se u tri koraka s naizmjeničnim odvajanjem H+ kationa:

H 3 PO 4 H + + H 2 PO 4 —

H 2 PO 4 - H + + HPO 4 2-

HPO 4 2- H + + PO 4 3-

Treba napomenuti da se svaka sljedeća faza disocijacije javlja u manjoj mjeri od prethodne. Odnosno, molekuli H 3 PO 4 disociraju bolje (u većoj mjeri) od H 2 PO 4 - jona, koji se, pak, disociraju bolje od HPO 4 2- jona. Ovaj fenomen je povezan s povećanjem naboja kiselih ostataka, zbog čega se povećava snaga veze između njih i pozitivnih H + iona.

Od polibaznih kiselina izuzetak je sumporna kiselina. Budući da ova kiselina dobro disocira u oba stupnja, dozvoljeno je napisati jednačinu njene disocijacije u jednoj fazi:

H 2 SO 4 2H + + SO 4 2-

2. Interakcija kiselina sa metalima

Sedma tačka u klasifikaciji kiselina je njihova oksidaciona svojstva. Navedeno je da su kiseline slabi oksidanti i jaki oksidanti. Ogromna većina kiselina (gotovo sve osim H 2 SO 4 (konc.) i HNO 3) su slabi oksidanti, jer svoju oksidacijsku sposobnost mogu pokazati samo zahvaljujući vodikovim kationima. Takve kiseline mogu oksidirati samo one metale koji se nalaze u nizu aktivnosti lijevo od vodika, a sol odgovarajućeg metala i vodik nastaju kao produkti. na primjer:

H 2 SO 4 (razrijeđen) + Zn ZnSO 4 + H 2

2HCl + Fe FeCl 2 + H 2

Što se tiče jakih oksidirajućih kiselina, tj. H 2 SO 4 (konc.) i HNO 3 , tada je lista metala na koje djeluju znatno šira i uključuje sve metale prije vodonika u nizu aktivnosti, a gotovo sve poslije. Odnosno, koncentrirana sumporna kiselina i dušična kiselina bilo koje koncentracije, na primjer, će oksidirati čak i niskoaktivne metale kao što su bakar, živa i srebro. Interakcija dušične kiseline i koncentrirane sumporne kiseline s metalima, kao i nekim drugim supstancama, zbog njihove specifičnosti, biće posebno razmotrena na kraju ovog poglavlja.

3. Interakcija kiselina sa bazičnim i amfoternim oksidima

Kiseline reagiraju s bazičnim i amfoternim oksidima. Silicijumska kiselina, budući da je netopiva, ne reaguje sa nisko aktivnim bazičnim oksidima i amfoternim oksidima:

H 2 SO 4 + ZnO ZnSO 4 + H 2 O

6HNO 3 + Fe 2 O 3 2Fe(NO 3) 3 + 3H 2 O

H 2 SiO 3 + FeO ≠

4. Interakcija kiselina sa bazama i amfoternim hidroksidima

HCl + NaOH H 2 O + NaCl

3H 2 SO 4 + 2Al(OH) 3 Al 2 (SO 4) 3 + 6H 2 O

5. Interakcija kiselina sa solima

Ova reakcija se događa ako se formira talog, plin ili znatno slabija kiselina od one koja reagira. na primjer:

H 2 SO 4 + Ba(NO 3) 2 BaSO 4 ↓ + 2HNO 3

CH 3 COOH + Na 2 SO 3 CH 3 COONa + SO 2 + H 2 O

HCOONa + HCl HCOOH + NaCl

6. Specifična oksidativna svojstva dušične i koncentrovane sumporne kiseline

Kao što je već spomenuto, dušična kiselina u bilo kojoj koncentraciji, kao i sumporna kiselina isključivo u koncentriranom stanju, vrlo su jaki oksidanti. Konkretno, za razliku od drugih kiselina, one oksidiraju ne samo metale koji se nalaze prije vodika u nizu aktivnosti, već i gotovo sve metale nakon njega (osim platine i zlata).

Na primjer, oni su sposobni oksidirati bakar, srebro i živu. Međutim, treba čvrsto shvatiti činjenicu da jedan broj metala (Fe, Cr, Al), uprkos činjenici da su prilično aktivni (dostupni prije vodonika), ipak ne reagiraju s koncentriranom HNO 3 i koncentriranom H 2 SO 4 bez zagrijavanje zbog fenomena pasivacije - na površini takvih metala stvara se zaštitni film čvrstih oksidacijskih produkata, koji ne dozvoljava molekulima koncentrirane sumporne i koncentrirane dušične kiseline da prodru duboko u metal da bi došlo do reakcije. Međutim, uz jako zagrijavanje, reakcija se i dalje događa.

U slučaju interakcije sa metalima, obavezni proizvodi su uvek so odgovarajućeg metala i upotrebljena kiselina, kao i voda. Uvek se izoluje i treći proizvod čija formula zavisi od mnogih faktora, posebno, kao što su aktivnost metala, kao i koncentracija kiselina i reakciona temperatura.

Visoka oksidaciona sposobnost koncentriranih sumpornih i koncentriranih dušičnih kiselina omogućava im da reagiraju ne samo s gotovo svim metalima serije aktivnosti, već čak i s mnogim čvrstim nemetalima, posebno s fosforom, sumporom i ugljikom. Donja tabela jasno prikazuje produkte interakcije sumporne i dušične kiseline s metalima i nemetalima ovisno o koncentraciji:

7. Smanjenje svojstava kiselina bez kiseonika

Sve kiseline bez kiseonika (osim HF) mogu pokazati redukciona svojstva zbog hemijski element, koji je dio aniona, pod djelovanjem različitih oksidacijskih sredstava. Na primjer, sve halogenovodične kiseline (osim HF) oksidiraju mangan dioksid, kalijev permanganat i kalijev dihromat. U ovom slučaju, halogeni joni se oksidiraju u slobodne halogene:

4HCl + MnO 2 MnCl 2 + Cl 2 + 2H 2 O

18HBr + 2KMnO 4 2KBr + 2MnBr 2 + 8H 2 O + 5Br 2

14NI + K 2 Cr 2 O 7 3I 2 ↓ + 2Crl 3 + 2KI + 7H 2 O

Od svih halogenovodoničnih kiselina, najveću redukcijsku aktivnost ima jodovodična kiselina. Za razliku od drugih halogenovodoničnih kiselina, čak i željezni oksid i soli ga mogu oksidirati.

6HI ​​+ Fe 2 O 3 2FeI 2 + I 2 ↓ + 3H 2 O

2HI + 2FeCl 3 2FeCl 2 + I 2 ↓ + 2HCl

Sumporovodikova kiselina H 2 S također ima visoku redukcijsku aktivnost.

Šta je kiselina? Možemo reći da je ovo jedan od najčešćih hemikalije. To je i najvažniji ekonomski proizvod i sirovina za razne grane hemijske industrije - gotovo nikakve proces ne može bez sudjelovanja kiselina. Koja je uloga kiselina u živom organizmu? Oni opskrbljuju jone vodonika i druge elemente koji su mu potrebni. Naš pankreas je mikrofabrika za proizvodnju hlorovodonične kiseline, bez koje je poremećen proces probave. Kiseline su dio ogromnih molekula DNK i RNK... O njima se može reći još mnogo zanimljivih stvari. No, sve to još nije odgovor na postavljeno pitanje, što je, kako se ispostavilo, teško čak i naučnicima koji su u stalnoj interakciji s kiselinama.

U čemu je poteškoća? Zašto je u naše vrijeme, kada je bilo moguće dešifrirati strukturu najsloženijih organskih molekula, kada naučnici već gledaju unutar elementarnih čestica, očuvano takvo zaštićeno područje u hemiji? Možda zato što ne postoji jasna osnova za određivanje glavnog svojstva kiselina - njihove snage.

Čini se nevjerovatnim. Uostalom, prva stvar koju svako od nas sopstveno iskustvo uči o kiselini, samo ideju o njenoj sposobnosti da reaguje sa drugim supstancama. Plaćamo nepažljivo rukovanje jakom dušičnom kiselinom sa opekotinama na koži ili, u najboljem slučaju, rupama na odjeći, a djeci ispiramo oči otopinom slabe borne kiseline. Poznato je da sa azotnom i sumpornom kiselinom burno reaguju, dok s njima borna kiselina gotovo da ne reaguje. Da, dugo vremena - od kraja pretprošlog veka - hemičari u praksi lako i jednostavno otkrivaju koliko je kiselina jaka - za to gledaju u kojoj meri se disocira (disocijacija je cepanje molekula na pojedinačni joni) u vodenom rastvoru.

Čak i bez pominjanja svakodnevne „metode“ određivanja jačine kiseline, koja je sa sigurnosne tačke gledišta daleko od besprijekorne, mora se priznati da drugi, čisto naučne metode takođe imaju svoje nedostatke. Teško je sistematizirati kiseline u njihovom odnosu prema metalima, jer je to određeno ne samo svojstvima kiseline, već i osobinama samog metala. Na isti način, voda nije inertan rastvarač: uopće nije ravnodušna prema kiselini koja je u njoj otopljena i, u principu, može uspostaviti kemijske odnose s njom. To znači da koncept „stepena disocijacije“ takođe nije sasvim jednoznačan. Međutim, i dalje pomaže kemičarima koji rade s vodenim otopinama.

Ali pokušajte se staviti u poziciju onih koji rade s kiselinama u nevodenim otopinama. Šta treba da rade? Sada, kada bismo samo mogli povezati svojstva kiseline sa strukturom njene molekule...

Odmorimo se na trenutak od gotovo detektivske priče koja se odvija pred nama i pogledajmo okolo. Napomenimo da na sceni prirode predstave “Hemija” i “Fizika” igraju u suštini isti izvođači. Samo u tradicionalnim hemijskim akcijama atomi i molekuli su prekriveni tako bujnim odjevnim predmetima zastrašujućih imena raznih spojeva i toliko su ograničeni kemijskim kanonima da je iza svega toga teško razaznati fizičku osnovu njihovog ponašanja kao u kazalištu maski za vidjeti. pravo lice glumca. A u našem slučaju s kiselinama, također nije bilo moguće povezati svojstva molekula kiselina s njihovom unutarnjom elektronskom strukturom. Ali ako bi se to dogodilo, onda ne bi bilo potrebe za "proricanjem sudbine" na vodi o jačini kiselina.

Elektronski pokrivač

Relativna snaga kiseline (ovdje i svugdje govorimo o protonskim kiselinama koje sadrže vodonik) može se odrediti njenom sposobnošću da donira proton. Odnosno, vezom atoma vodika u molekulu kiseline. Zgrabimo ovu nit vodilju i vidimo kuda nas ona vodi.

Čim se pojedinačni atomi spoje u molekul, dio njihovog osobnog svojstva - vanjski, valentni elektroni - se socijalizira. Oni formiraju elektronsko ćebe,
obavija ceo molekul. Ako pokrivač ravnomjerno pokrije atome, oni ostaju neutralni. Ali to se događa samo kada atomski partneri privlače elektrone jednakom silom. Zapravo, jedan od njih se uvijek pokaže jačim i sve češće ih vuče prema sebi, razotkrivajući bližnjeg.

Upravo tako se ponaša neprijateljski prema vodoniku u molekulu kiseline. Od viška elektrona povučenih na sebe, pretvara se u negativno nabijeni kisikov ion, a vodik ima pozitivan protonski naboj. Sada, pored uobičajenih odnosa u obliku "čvrste" izmjene valentnih elektrona, između atoma vodika i kisika nastaje i ionska veza - jednostavno rečeno, privlačenje naboja suprotnih predznaka.

Aktivno ponašanje atoma kiseonika dovodi do važnih posledica: menja se sposobnost kiseline da donira svoj proton tokom disocijacije u vodenom rastvoru. Što jače atom kiseonika privlači elektrone k sebi, to je lakše protonu u rastvoru da pobegne od svog hemijskog nadzora! A evo i zašto. U blizini molekula vode postoje jaka električna polja. Nisu strašni za atome dobro prekrivene elektronskim pokrivačem. Međutim, u kiselinama nema jednakosti. Zajednički elektroni provode većinu svog vremena u blizini kiseonika. A pozitivno nabijeni proton i negativno nabijeni kisikov ion su bez obrane od djelovanja električnih polja vode. Kulonove sile razdvajaju molekul. Što češće kisik pobjeđuje u borbi za posjedovanje elektrona, to je veći njegov električni naboj, ili, kako kažu kemičari, veći je stupanj jonske veze H - O i, posljedično, stupanj disocijacije kiseline .

Ovo je nit koja nas je dovela do našeg cilja. Ispostavilo se da se jačina kiseline može povezati sa strukturom njene molekule, tačnije, sa vjerovatnoćom pronalaženja valentnih elektrona u blizini kisika. Takvo razmišljanje nije novo za hemičare, ali oni nisu imali odgovarajući alat za mjerenje gustine elektronskog pokrivača na različitim mjestima u molekulu. Stvar nije krenula dalje sve dok fizičari nisu priskočili u pomoć.

Plodna alijansa

Grupa zaposlenih u Laboratoriji za nuklearne probleme prvi put je otkrila rijetku reakciju hvatanja negativnih pi-mezona protonima - jezgrima atoma vodika. Kao rezultat, proton se pretvara u neutron i neutralni mezon, koji se vrlo brzo raspada u dva gama zraka. Elementarna logika nalaže: budući da je moguće tačno utvrditi činjenicu da su mezoni zarobljeni vodonikom, to znači da će par gama kvanta otkriti prisustvo čak i jednog atoma vodika u složenom hemijskom spoju. Dobro, kažete, ali kakve sve to veze ima sa kiselinama i hemijom uopšte? Najdirektnije.

Najdirektniji, iako u početku niko od autora ovog otkrića nije pomislio da bi mezoni na neki način mogli pomoći u razumijevanju svojstava kiselina. Fizičari su bili samo iznenađeni da hemijski vezani atomi vodonika potpuno gube “apetit” za mezonima karakterističan za slobodni vodonik i hvataju ih otprilike hiljadu puta rjeđe. Međutim, nakon što su se zainteresovali za ovaj fenomen, izvršili su čitav niz mjerenja, zračeći mezonima razne tvari koje sadrže vodonik. I to je ono što je otkriveno: "apetit" protona ovisi o prirodi odnosa atoma vodika s drugim atomima molekule. Nije bilo sumnje: nuklearna reakcija je bila osjetljiva na promjene u elektronskoj strukturi molekula. Razvijeni model velikih mezomolekula pomogao je u razumijevanju ovog zanimljivog fizičkog fenomena.

Zajedno sa gubitkom svog "ličnog" elektrona, proton također gubi svoje mjesto slijetanja za mezon. Sada, ako se slučajno zaglavi u općem elektronskom pokrivaču, to jest, formira se velika mezomolekula, tada proton ima male šanse da uhvati mezon. Da li će se to ostvariti ili ne sada u potpunosti zavisi od ponašanja atoma kiseonika.

U molekulu kiseline, uobičajeni valentni elektroni su uglavnom u vlasništvu kiseonika, a što je manja gustina elektrona u blizini, to je manja verovatnoća da mezon uhvati vodonik. To znači da samo treba da izbrojimo koliko gama kvanta emituje meta ozračena mezonima, pa ćemo saznati koliko su elektroni snažno izvučeni iz protona, odnosno odredićemo stepen ionnosti H - O bond!

Upotreba ovog fizičkog fenomena u hemijskim istraživanjima dolazila je sa dve strane. Fizičari su bili zainteresovani za korištenje fenomena koji su otkrili, a hemičari su se htjeli dočepati nova metoda istraživanja.

Savez se pokazao plodonosnim, a evo i prvog uspjeha. Mjerenjem vjerovatnoće hvatanja mezona protonima u nekoliko kiselina, pronađena je raspodjela gustine ukupnih elektrona u molekulima. I tada su te kiseline poređane u nizu prema stepenu jonske veze H - O. Ispostavilo se da su kiseline raspoređene u potpuno istom redu prema stepenu njihove disocijacije.

Ljepljive molekule

Opću sliku blagostanja donekle je pokvarila samo organska oksalna kiselina: prema svojoj disocijaciji u vodenoj otopini svrstava se u kiselinu srednje jakosti, ali se u eksperimentima s mezonima pokazala jakom. sta je bilo? Je li metoda mezon metra ovdje jednostavno neprimjenjiva? Obrnuto. Još jedna mogućnost je izašla na videlo. Uz njegovu pomoć možda je moguće prodrijeti dublje u prirodu vrlo zanimljivog kemijskog fenomena - vodikovih veza.

Od obilja elemenata koji postoje u prirodi, samo nekoliko, uključujući kiseonik i azot, posebno se odnosi na vodonik. Čak i nakon što su iscrpili sve svoje valentne mogućnosti, oni i dalje stvaraju dodatne, vrlo slabe i na mnogo načina misteriozne vodikove veze sa vodonikom susjedne molekule.

Prema pravilima "čiste" hemije, voda treba da ključa na temperaturi od -80°C. O vrućem čaju mogli bismo samo sanjati da nema vodoničnih veza. Ali činjenica je da voda u čaši, u kadi, u okeanu nije samo akumulacija pojedinačnih molekula, već beskrajni, složeni, uređeni ples čestica vode spojenih vodoničnim vezama. Svaki atom vodika se „drži“ ne samo za „svoj“ kiseonik, već i za kiseonik susedne molekule.

Dobro poznati amonijak ključa na temperaturi od -30°C, a bez vodoničnih veza temperatura bi pala na -150°C! A onda bi ovu kritičnu hemijsku sirovinu bilo teško dobiti kao tečni azot.

Vodikove veze su za red veličine slabije od običnih kemijskih, ali, ipak, njihov utjecaj na naše živote je ogroman. Štaviše, sam život bi bio nemoguć bez njih. Vodikove veze određuju kako strukturu nosioca genetske informacije - dvostruku spiralu molekule DNK, tako i biološku aktivnost proteina koji provode metabolizam u tijelu.

Priča s oksalnom kiselinom pomogla je da se otkrije osjetljivost metode mezona na ove slabe veze koje nastaju između atoma. Očigledno, dvoličnost oksalne kiseline može se objasniti i utjecajem vodoničnih veza. Oni lijepe molekule kiseline u parovima tako da su atomi vodika u sendviču između dva atoma kisika - svog i onih koji pripadaju drugoj molekuli. Kao što pokazuju specijalni eksperimenti sa čvrstom oksalnom kiselinom, proton je zaista vezan „rukama i nogama“.

Ako proton, spojen s kisikom zajedničkim elektronskim pokrivačem, vrlo rijetko uspije da se kupa ispod njega, tada je položaj protona oksalne kiseline još gori: na kraju krajeva, kisik druge molekule također ima višak elektrona i negativno naelektrisan. Stoga, dok malo privlači "strani" proton na sebe, on u isto vrijeme odbija svoje elektrone, izlažući ga još više. A mezonski mjerač sile bilježi ovu dodatnu silu utjecaja na elektrone iz susjednog kisika, a kiselina se čini jačom nego što zapravo jest.

Rad sa kiselinama je samo početak, demonstracija mogućnosti nove metode. Mezoni dobijaju drugu specijalnost. Njihova sposobnost da brzo razumeju uslove pod kojima se atomi vodonika nalaze u molekulima složenih supstanci otkrivaju mnoge hemijske tajne za ove čestice.

Vrijednost nove metode je njena sposobnost da izoluje vodonične veze sa drugim atomima, bez obzira na složenost hemijskog jedinjenja. Mezoni se mogu koristiti za ispitivanje stvarne distribucije gustine valentnih elektrona u različitim molekulima koji sadrže vodonik.

Sada je teško reći koja će primjena mezonske metode biti najzanimljivija.

Kiseline

Kiseline su hemijski složene supstance čiji se molekuli sastoje od kiselog ostatka i atoma vodika H (jedan ili više). Nije uzalud da riječi "kiselo" i "kiselina" imaju isti korijen: po svom ukusu, sve kiseline imaju kiselkast okus, što ne znači da se kiseli spojevi mogu okusiti. Među njima je više od polovice zajedljivo, a ostali su čak i toksični. Postoje, naravno, izuzeci - sirće, limun, jabuka, askorbinska i oksalna, koja su svima poznata od djetinjstva, a uspješno se koriste u prehrambenoj industriji.

Bez obzira na porijeklo kiseline (prirodne ili sintetičke), ona će uvijek imati u svojoj strukturi određeni broj atoma vodika koji mogu ući u reakcijska jedinjenja. Tokom hemijska reakcija svaki molekul kiseline će se odreći atoma vodika, a zauzvrat će prihvatiti atome raznih metala. Ovako dolazi do zamjene.

Kiseline se obično klasifikuju prema dva kriterijuma:

1. ili postoje atomi kiseonika u molekuli,
2. brojem atoma vodika koji se mogu zamijeniti atomima metala.

Prva grupa, pak, ima dvije podgrupe:

- kiseline bez kiseonika (fluorovodonična kiselina HF, hlorovodonična kiselina HCl, bromovodična kiselina HBr, jodovodonična kiselina HI, sumporovodik H 2 S).
- kiseline koje sadrže kiseonik (sumporna H2SO4, sumporna H2SO3, fosforna H3PO4, ugljena H2CO3, azotna HNO3, silicijum H2SiO3).

Druga grupa takođe ima nekoliko podgrupa:

- jednobazne kiseline (imaju 1 atom vodonika),
- dvobazne kiseline (imaju 2 atoma vodika),
- trobazne kiseline (imaju 3 atoma vodonika).

Hemijska svojstva kiselina opisuju se sljedećim pravilima:

1. Kiseline reaguju sa bazama i formiraju so, koja će uvek sadržati nepromenjeni kiselinski ostatak. Ova reakcija se naziva neutralizacija. Drugi proizvod koji nastaje tokom reakcije neutralizacije je voda.

Da bi došlo do neutralizacije, potrebno je izvršiti sledeći uslov: najmanje jedna od komponenti mora biti visoko rastvorljiva u vodi. A budući da kiseline savršeno odgovaraju ovom parametru, mogu komunicirati i s netopivim i s topljivim bazama. Izuzetak je silicijumska kiselina, koja je praktično nerastvorljiva u vodi i stoga može reagovati samo sa rastvorljivim bazama (KOH, NaOH).

2. Kiseli rastvori deluju na indikatore (specijalne supstance), menjajući boju u vodi. Kiseline mijenjaju boju indikatora u jednu određenu boju, tako da uvijek možete točno odrediti da tvar sadrži kiselinu.

Indikatori su tvari prilično složene strukture. U bazama i neutralnim otopinama bit će potpuno drugačije boje nego u kiseloj sredini.

3. Kiseline reaguju sa metalima kada je ispunjen sledeći uslov:

- metal na skali aktivnosti treba da bude što reaktivniji. Dakle, srebro, zlato i bakar neće reagirati s kiselinom, ali će cink, kalcij i natrij, naprotiv, vrlo aktivno djelovati. Štaviše, oslobodiće se mnogo gasova vodonika i veliki broj toplota.

Neki metali će reagirati samo s razrijeđenim kiselinama. Ako su kiseline koncentrirane (bezvodne), tada neće doći do supstitucije.

Postoje dvije vrste kiselina: organske i neorganske, razlika između njih je u tome što prve uvijek sadrže molekule ugljika.
Organski ulaze u organizam s bobicama, povrćem, voćem i mliječnim proizvodima. Neke kiseline su vitamini, kao što je vitamin C - askorbinska kiselina.

Neorganske kiseline također mogu doći iz hrane, ali ih tijelo može proizvesti i samostalno. Hlorovodonična kiselina je prisutna u želučanom soku pod njenim dejstvom umiru bakterije koje uđu u želudac. Sumporovodikova kiselina se nalazi u mineralnoj vodi.

Primjena kiselina

Sumporna kiselina zauzima prvo mjesto među kiselinama. Koristi se u velikim količinama za proizvodnju đubriva, hemijskih vlakana i lekova. Koristi se za punjenje kiselinskih baterija i koristi se za vađenje metala iz rude. U naftnoj industriji koristi se za prečišćavanje naftnih derivata.

Sirćetna kiselina ima baktericidno dejstvo, njen rastvor se koristi u konzervaciji hrane, za proizvodnju lekova, u proizvodnji, u bojenju i štampi.

Hlorovodonična kiselina se koristi za tretiranje zona bušotina u naftnoj industriji.

Dušična kiselina igra važnu ulogu u proizvodnji đubriva, lakova, boja, plastike, eksploziva i lekovitih supstanci.

Fosforna kiselina je uključena u formulacije odmašćivača za metalni materijali prije nanošenja zaštitnih spojeva na njih. Uključen je u sastav tvari za transformaciju rđe prije nanošenja boje, a koristi se kao zaštita od korozije cjevovoda.

Limunska kiselina se koristi u izradi kozmetike, kao razblaživač i konzervans. Zbog izbjeljivanja, čišćenja i adstringentnih svojstava uključen je u kreme za čišćenje, ispiranje, kreme za pigmentaciju i boje za kosu.

Acetilsalicilna kiselina je efikasna u prevenciji bolesti kardiovaskularnog sistema, smanjuje stvaranje krvnih ugrušaka, ima analgetski efekat, zbog čega se koristi.

Borna kiselina se također koristi zbog svojih antiseptičkih svojstava. Koristi se za pedikulozu (uši), u liječenju otitisa, konjuktivitisa i upala kože.

Stearinska kiselina se koristi u proizvodnji sapuna. Dodavanjem u sapun osigurava se da će proizvod ostaviti kožu glatkom, mekom i imati umirujući učinak.

Plan:

Uvod

• 1 Definicija kiseline
• 2 Klasifikacija kiselina
• 3 Hemijska svojstva kiselina
• 4 Neke uobičajene kiseline
  • 4.1 Neorganske (mineralne) kiseline
  • 4.2 Organske kiseline
• 5 Zanimljive činjenice
Bilješke

Uvod

Kiseline- složene tvari koje se sastoje od atoma vodika koji se mogu zamijeniti atomima metala i kiselim ostacima. Ime su dobili po kiselom ukusu većine kiselina. U vodenim otopinama disociraju na vodikov kation (proton) i anjon kiselinskog ostatka.

Prema Lewisovoj definiciji, kiselina je elektrolit (tvar uključena u reakcije koje uključuju prijenos elektrona) koji prihvata elektronski par u reakciji s bazom, odnosno supstancom koja donira elektronski par (vidi Lewisova kiselina) . U teoriji Bronsted-Lowryja, kiselina je supstanca koja daje proton (baza je supstanca koja prihvata proton).

U okviru teorije elektrolitičke disocijacije, kiselina je elektrolit, pri čijoj elektrolitičkoj disocijaciji od kationa nastaju samo vodikovi kationi.

Hlorovodonična kiselina (u čaši)

1. Određivanje kiseline

Godine 1778. francuski hemičar Antoine Lavoisier sugerirao je da su kisela svojstva posljedica prisustva atoma kisika u molekulu. Ova hipoteza se brzo pokazala neodrživom, jer mnoge kiseline ne sadrže kiseonik, dok mnoga jedinjenja koja sadrže kiseonik ne pokazuju kisela svojstva. Ipak, upravo je ova hipoteza dala ime kiseoniku kao hemijskom elementu.

Godine 1839. njemački hemičar Justus Liebig dao je sljedeću definiciju kiselina: kiselina je spoj koji sadrži vodonik, čiji se vodonik može zamijeniti metalom kako bi se formirala so.

Prvi pokušaj stvaranja opće teorije kiselina i baza napravio je švedski fizikalni hemičar Svante Arrhenius. Prema njegovoj teoriji, formulisanoj 1887. kiselina je jedinjenje koje se disocira u vodenoj otopini i formira protone (vodikovi joni H+). Arrheniusova teorija je brzo pokazala svoja ograničenja; nije mogla objasniti mnoge eksperimentalne činjenice. U naše vrijeme ono ima uglavnom istorijski i pedagoški značaj.

Trenutno, tri najčešće teorije su kiselina i baza. One ne proturječe jedna drugoj, već se nadopunjuju.

• By teorije solvosistema, koji je započeo radom američkih hemičara Cadyja i Franklina, objavljenim 1896-1905, kiselina je spoj koji u otopini proizvodi one pozitivne ione koji nastaju tijekom vlastite disocijacije otapala (H 3 O +, NH 4 +). Ova definicija je dobra jer nije vezana za vodene otopine.
• By protonska teorija kiselina i baza, koji su 1923. nezavisno predložili danski naučnik Johannes Brønsted i engleski naučnik Thomas Lowry, kiseline - supstance koje sadrže vodonik i koje tokom reakcija oslobađaju pozitivne ione vodika - protone. Slabost ove teorije je što ne uključuje supstance bez vodika koje pokazuju kisela svojstva, takozvane aprotinske kiseline.
• By teorija elektrona, koji je 1923. predložio američki fizikalni hemičar Gilbert Lewis, kiselina - supstanca koja prihvata elektronske parove, odnosno akceptor elektronskih parova. Dakle, u Lewisovoj teoriji, kiselina može biti ili molekula ili kation s niskoenergetskom slobodnom molekularnom orbitalom.
• Pearson je modificirao Lewisovu teoriju uzimajući u obzir karakteristike akceptorskih orbitala, uvodeći koncept tvrdih i mekih kiselina i baza (Pearsonov princip ili LMCO princip). Tvrde kiseline karakterizira visoka elektronegativnost i niska polarizabilnost atoma koji nosi slobodnu orbitalu, meke kiseline, shodno tome, karakterizira niska elektronegativnost i visoka polarizabilnost atoma koji nosi slobodnu orbitalu.

Također treba napomenuti da mnoge tvari pokazuju amfoterna svojstva, odnosno da se ponašaju kao kiseline u reakcijama s bazama i kao baze u reakcijama s jačom kiselinom.

2. Klasifikacija kiselina

• Po sadržaju kiseonika
  • bez kiseonika (HCl, H 2 S);
  • koji sadrže kiseonik (HNO 3).
• Po bazičnosti - broj kiselih atoma vodika
  • Monobazni (HNO 3);
  • dvobazni (H 2 SeO 4 , azelainska kiselina);
  • Tribašić (H 3 PO 4, H 3 BO 3).
  • Četvorostruko (H 4 CO 4).
  • Six-basic
• Po snazi
  • Jaka - disocijacija skoro potpuno, konstante disocijacije su veće od 1 × 10 −3 (HNO 3);
  • Slaba - konstanta disocijacije je manja od 1 × 10 −3 (octena kiselina K d = 1,7 × 10 −5).
• Što se tiče stabilnosti
  • Stabilan (H 2 SO 4);
  • Nestabilan (H 2 CO 3).
• Po pripadnosti klasama hemijskih jedinjenja
  • neorganski (HBr);
  • Organski (HCOOH);
• Po volatilnosti
  • Isparljiv (H 2 S, HCl);
  • Neisparljiv (H 2 SO 4);
• Prema rastvorljivosti u vodi
  • Rastvorljiv (H 2 SO 4);
  • Nerastvorljiv (H 2 SiO 3);

3. Hemijska svojstva kiselina

• Interakcija s bazičnim oksidima za stvaranje soli i vode:

• Interakcija s amfoternim oksidima za stvaranje soli i vode:

• Interakcija sa alkalijama za stvaranje soli i vode (reakcija neutralizacije):

• Reakcija s nerastvorljivim bazama za stvaranje soli i vode, ako je nastala sol topljiva:

• Interakcija sa solima, ako dođe do taloženja ili se oslobađa plin:

• Jake kiseline istiskuju slabije iz svojih soli:

(u tom slučaju nastaje slaba ugljična kiselina koja se odmah razlaže na vodu i ugljični dioksid)

• S dušičnom kiselinom i koncentriranom sumpornom kiselinom reakcija se odvija drugačije:

• Organske kiseline karakterizira reakcija esterifikacije (reakcija s alkoholima za stvaranje estera i vode):

na primjer,

4. Neke uobičajene kiseline

4.1. Neorganske (mineralne) kiseline

• Dušična kiselina
• Azotna kiselina
• Borna kiselina
• Bromovodična kiselina
• Jodovodična kiselina
• Jodna kiselina
• Periodična kiselina
• Sumporna kiselina
• Hlorovodonična kiselina
• Fosforna kiselina
• Ortokarboksilna kiselina
• Sumporna kiselina
• Vodonik sulfidna kiselina
• Fluorovodonična kiselina
• Hipohlorna kiselina
• Hlorna kiselina
• Hlorna kiselina
• Perhlorna kiselina
• Silicijumska kiselina
• Permanganska kiselina
• Ugljena kiselina
• Cijanovodonična kiselina
• Fluorovodonična kiselina
• Vodikova kiselina
• Tiosumporna kiselina
• Arsenska kiselina
• molibdinska kiselina
• Tehnička kiselina (pertehnička kiselina)
• Polonska kiselina
• Plutonska kiselina (H2PuO4)
• Metafosforna kiselina
• Hromna kiselina

4.2. Organske kiseline

• Adipinska kiselina
• Azelainska kiselina
• Akrilna kiselina
• Akonitna kiselina
• Askorbinska kiselina (vitamin C)
• Valerijanska kiselina
• Vinska kiselina
• Hijaluronska kiselina
• Deoksiribonukleinska kiselina (DNK)
• Kaproinska kiselina
• Laurinska kiselina
• Lizerginska kiselina
• Limunska kiselina
• Maslačna kiselina
• Malonska kiselina
• Mliječna kiselina
• Mokraćna kiselina
• Mravlja kiselina
• Oleinska kiselina
• Palmitinska kiselina
• Pirogrožđana kiselina
• Propionska kiselina
• Salicilna kiselina
• Stearinska kiselina
• Sirćetna kiselina
• Oksalna kiselina
• Jabučna kiselina
• Succinic acid

5. Zanimljivosti

• Podzemna životinja gola krtica ima ćelije kože neosjetljive na kiselinu čak i pri pH manje od 3,5.
• Kod krokodila pH u želucu je manji od 0,5.