Kyseliny lze klasifikovat na základě různých kritérií:

1) Přítomnost atomů kyslíku v kyselině

2) Kyselá zásaditost

Zásaditost kyseliny je počet „pohyblivých“ atomů vodíku v její molekule, které se mohou při disociaci odštěpit od molekuly kyseliny ve formě kationtů vodíku H + a také nahradit atomy kovu:

4) Rozpustnost

5) Stabilita

7) Oxidační vlastnosti

Chemické vlastnosti kyselin

1. Schopnost disociovat

Kyseliny disociují ve vodných roztocích na vodíkové kationty a zbytky kyselin. Jak již bylo zmíněno, kyseliny se dělí na dobře disociující (silné) a nízkodisociující (slabé). Při psaní disociační rovnice pro silné jednosytné kyseliny se používá buď jedna šipka směřující doprava () nebo rovnítko (=), což ukazuje virtuální nevratnost takové disociace. Například disociační rovnici pro silnou kyselinu chlorovodíkovou lze napsat dvěma způsoby:

nebo v této formě: HCl = H + + Cl -

nebo tímto způsobem: HCl → H + + Cl -

Směr šipky nám ve skutečnosti říká, že opačný proces spojování vodíkových kationtů s kyselými zbytky (asociace) se u silných kyselin prakticky nevyskytuje.

Chceme-li napsat disociační rovnici slabé monoprotické kyseliny, musíme v rovnici místo znaménka použít dvě šipky. Tento znak odráží reverzibilitu disociace slabých kyselin - v jejich případě je opačný proces spojování vodíkových kationtů s kyselými zbytky silně výrazný:

CH 3 COOH CH 3 COO — + H +

Vícesytné kyseliny disociují postupně, tzn. Vodíkové kationty nejsou oddělovány od svých molekul současně, ale jeden po druhém. Z tohoto důvodu je disociace takových kyselin vyjádřena nikoli jednou, ale několika rovnicemi, jejichž počet se rovná zásaditosti kyseliny. Například k disociaci trojsytné kyseliny fosforečné dochází ve třech krocích se střídavou separací kationtů H +:

H 3 PO 4 H + + H 2 PO 4 —

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

HPO 4 2- H++ PO 4 3-

Je třeba poznamenat, že každá následující fáze disociace se vyskytuje v menší míře než ta předchozí. To znamená, že molekuly H 3 PO 4 disociují lépe (ve větší míře) než ionty H 2 PO 4 -, které naopak disociují lépe než ionty HPO 4 2-. Tento jev je spojen se zvýšením náboje kyselých zbytků, v důsledku čehož se zvyšuje síla vazby mezi nimi a kladnými ionty H +.

Z vícesytných kyselin je výjimkou kyselina sírová. Protože tato kyselina dobře disociuje v obou fázích, je přípustné napsat rovnici její disociace v jedné fázi:

H2SO 4 2H + + SO 4 2-

2. Interakce kyselin s kovy

Sedmým bodem v klasifikaci kyselin jsou jejich oxidační vlastnosti. Bylo uvedeno, že kyseliny jsou slabá oxidační činidla a silná oxidační činidla. Naprostá většina kyselin (téměř všechny kromě H 2 SO 4 (konc.) a HNO 3) jsou slabá oxidační činidla, protože svou oxidační schopnost mohou vykazovat pouze díky vodíkovým kationtům. Takové kyseliny mohou oxidovat pouze ty kovy, které jsou v řadě aktivit nalevo od vodíku, a produkty tvoří sůl odpovídajícího kovu a vodíku. Například:

H2SO4 (zředěná) + Zn ZnSO4 + H2

2HCl + Fe FeCl2 + H2

Pokud jde o silné oxidační kyseliny, tzn. H 2 SO 4 (konc.) a HNO 3, pak je seznam kovů, na které působí, mnohem širší a zahrnuje všechny kovy před vodíkem v řadě aktivit a téměř vše po něm. To znamená, že například koncentrovaná kyselina sírová a kyselina dusičná v jakékoli koncentraci zoxidují i ​​málo aktivní kovy, jako je měď, rtuť a stříbro. Interakce kyseliny dusičné a koncentrované kyseliny sírové s kovy, jakož i některými dalšími látkami, vzhledem k jejich specifičnosti, bude probrána samostatně na konci této kapitoly.

3. Interakce kyselin s bazickými a amfoterními oxidy

Kyseliny reagují s bazickými a amfoterními oxidy. Kyselina křemičitá, protože je nerozpustná, nereaguje s nízkoaktivními zásaditými oxidy a amfoterními oxidy:

H2SO4 + ZnO ZnSO4 + H20

6HNO3 + Fe203 2Fe(NO3)3 + 3H20

H2Si03 + FeO ≠

4. Interakce kyselin s bázemi a amfoterními hydroxidy

HCl + NaOH H20 + NaCl

3H2SO4 + 2Al(OH)3Al2(SO4)3 + 6H20

5. Interakce kyselin se solemi

K této reakci dochází, pokud se vytvoří sraženina, plyn nebo výrazně slabší kyselina než ta, která reaguje. Například:

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 2O

HCOONa + HCl HCOOH + NaCl

6. Specifické oxidační vlastnosti kyseliny dusičné a koncentrované kyseliny sírové

Jak bylo uvedeno výše, kyselina dusičná v jakékoli koncentraci, stejně jako kyselina sírová výhradně v koncentrovaném stavu, jsou velmi silná oxidační činidla. Zejména na rozdíl od jiných kyselin oxidují nejen kovy, které se v řadě aktivit nacházejí před vodíkem, ale také téměř všechny kovy po něm (kromě platiny a zlata).

Jsou například schopné oxidovat měď, stříbro a rtuť. Je však třeba pevně pochopit, že řada kovů (Fe, Cr, Al), přestože jsou poměrně aktivní (dostupné před vodíkem), přesto nereaguje s koncentrovanou HNO 3 a koncentrovanou H 2 SO 4 bez zahřívání v důsledku jevu pasivace - na povrchu takových kovů se vytváří ochranný film pevných oxidačních produktů, který nedovolí molekulám koncentrované kyseliny sírové a koncentrované kyseliny dusičné proniknout hluboko do kovu, aby došlo k reakci. Při silném zahřívání však reakce stále probíhá.

V případě interakce s kovy jsou obligátními produkty vždy sůl odpovídajícího kovu a použitá kyselina a také voda. Vždy je také izolován třetí produkt, jehož vzorec závisí na mnoha faktorech, zejména na aktivitě kovů, stejně jako na koncentraci kyselin a reakční teplotě.

Vysoká oxidační schopnost koncentrovaných kyselin sírových a koncentrovaných dusičných jim umožňuje reagovat nejen prakticky se všemi kovy řady aktivit, ale i s mnoha pevnými nekovy, zejména s fosforem, sírou a uhlíkem. Níže uvedená tabulka přehledně ukazuje produkty interakce kyseliny sírové a dusičné s kovy a nekovy v závislosti na koncentraci:

7. Redukční vlastnosti bezkyslíkatých kyselin

Všechny bezkyslíkaté kyseliny (kromě HF) mohou vykazovat redukční vlastnosti v důsledku chemický prvek, který je součástí aniontu, působením různých oxidačních činidel. Například všechny halogenovodíkové kyseliny (kromě HF) jsou oxidovány oxidem manganičitým, manganistanem draselným a dichromanem draselným. V tomto případě jsou halogenidové ionty oxidovány na volné halogeny:

4HCl + Mn02 MnCl2 + Cl2 + 2H20

18HBr + 2KMnO4 2KBr + 2MnBr2 + 8H20 + 5Br2

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

Mezi všemi halogenovodíkovými kyselinami má kyselina jodovodíková největší redukční aktivitu. Na rozdíl od jiných halogenovodíkových kyselin jej může oxidovat i oxid železitý a soli.

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

2HI + 2FeCl 3 2FeCl 2 + I 2 ↓ + 2HCl

Vysokou redukční aktivitu má také kyselina sirovodík H 2 S. Oxidovat ji může i oxidační činidlo, jako je oxid siřičitý.

Co je to kyselina? Dá se říci, že jde o jednu z nejrozšířenějších chemikálií. Je také nejdůležitějším ekonomickým produktem a surovinou pro různá odvětví chemického průmyslu – téměř žádný technologický postup se neobejde bez účasti kyselin. Jaká je role kyselin v živém organismu? Dodávají vodíkové ionty a další prvky, které potřebuje. Naše slinivka je mikrotovárna na výrobu kyseliny chlorovodíkové, bez které je narušen proces trávení. Kyseliny jsou součástí obrovských molekul DNA a RNA... Dá se o nich říci mnohem zajímavější věci. To vše ale ještě není odpovědí na položenou otázku, která, jak se ukazuje, je obtížná i pro vědce, kteří se kyselinami neustále zabývají.

Jaká je obtížnost? Čím to je, že v naší době, kdy se podařilo rozluštit strukturu nejsložitějších organických molekul, kdy vědci již nahlížejí do nitra elementárních částic, se zachovala tak chráněná oblast v chemii? Možná proto, že neexistuje jasný základ pro stanovení hlavní vlastnosti kyselin – jejich síly.

Zdá se to neuvěřitelné. Koneckonců, první věc, kterou každý z nás vlastní zkušenost poznává kyselinu, jen představu její schopnosti reagovat s jinými látkami. Za neopatrnou manipulaci se silnou kyselinou dusičnou platíme popáleninami na kůži nebo v lepším případě dírami na oblečení a dětem vymýváme oči roztokem slabé kyseliny borité. Je známo, že kyselina dusičná a sírová s nimi prudce reagují, zatímco kyselina boritá s nimi téměř neinteraguje. Ano, po dlouhou dobu - od konce předminulého století - chemici v praxi snadno a jednoduše zjistili, jak silná je kyselina - proto sledují, do jaké míry disociuje (disociace je štěpení molekuly na jednotlivé ionty) ve vodném roztoku.

I bez zmínky o každodenní „metodě“ určování síly kyseliny, která není z bezpečnostního hlediska zdaleka bezchybná, je třeba připustit, že ostatní, čistě vědeckých metod mají i své nevýhody. Je obtížné systematizovat kyseliny v jejich vztahu ke kovům, protože je určen nejen vlastnostmi kyseliny, ale také vlastnostmi samotného kovu. Stejně tak voda není inertní rozpouštědlo: není jí vůbec lhostejná kyselina v ní rozpuštěná a v zásadě s ní může navázat chemické vztahy. To znamená, že pojem „stupeň disociace“ také není zcela jednoznačný. Stále však pomáhá chemikům pracujícím s vodnými roztoky.

Zkuste se ale vžít do pozice těch, kteří pracují s kyselinami v nevodných roztocích. co by měli dělat? Kdybychom jen dokázali spojit vlastnosti kyseliny se strukturou její molekuly...

Pojďme si na chvíli odpočinout od téměř detektivního příběhu, který se před námi odehrává, a rozhlédnout se kolem sebe. Všimneme si, že na jevišti přírody hrají hry „Chemie“ a „Fyzika“ v podstatě stejní umělci. Pouze při tradičních chemických akcích jsou atomy a molekuly pokryty tak bujným oděvem děsivých názvů různých sloučenin a jsou tak omezeny chemickými kánony, že za tím vším je stejně těžké rozeznat fyzikální podstatu jejich chování jako v divadle masek vidět. skutečná tvář herce. A v našem případě s kyselinami také nebylo možné spojit vlastnosti molekul kyselin s jejich vnitřní elektronovou strukturou. Ale pokud by se to stalo, pak by nebylo třeba „věštit“ na vodě o síle kyselin.

Elektronická deka

Relativní síla kyseliny (zde a všude mluvíme o protických kyselinách obsahujících vodík) může být určena její schopností darovat proton. Tedy vazbou atomu vodíku v molekule kyseliny. Uchopme tuto vodící nit a uvidíme, kam nás povede.

Jakmile se jednotlivé atomy spojí do molekuly, socializuje se část jejich osobního vlastnictví – vnější, valenční elektrony. Tvoří elektronickou přikrývku,
obalující celou molekulu. Pokud pokrývka pokryje atomy rovnoměrně, zůstanou neutrální. Ale to se stane pouze tehdy, když atomoví partneři přitahují elektrony stejnou silou. Ve skutečnosti se vždy jeden z nich ukáže jako silnější a častěji je přitáhne k sobě, čímž odhalí svého souseda.

Přesně tak se chová nepřátelsky vůči vodíku v molekule kyseliny. Z přebytku elektronů přitažených k sobě se změní na záporně nabitý iont kyslíku a vodík má kladný protonový náboj. Nyní kromě obvyklých vztahů v podobě „těsné“ výměny valenčních elektronů vzniká mezi atomy vodíku a kyslíku také iontová vazba – zjednodušeně řečeno přitahování nábojů opačných znamének.

Aktivní chování atomu kyslíku vede k důležitým důsledkům: schopnost kyseliny darovat svůj proton během disociace ve vodném roztoku se mění. Čím silněji k sobě atom kyslíku přitahuje elektrony, tím snadněji proton v roztoku unikne ze svého chemického poručnictví! A právě proto. V blízkosti molekul vody existují silná elektrická pole. Nebojí se atomů dobře zakrytých elektronickou přikrývkou.V kyselinách však není rovnost. Sdílené elektrony tráví většinu času v blízkosti kyslíku. A kladně nabitý proton a záporně nabitý iont kyslíku jsou bezbranné proti působení elektrických polí vody. Coulombovy síly rozštěpí molekulu. Čím častěji kyslík vítězí v boji o držení elektronů, tím větší je jeho elektrický náboj, nebo, jak říkají chemici, tím větší je stupeň ionizace vazby H - O. A následně i stupeň disociace kyseliny .

Toto je vlákno, které nás dovedlo k našemu cíli. Ukazuje se, že síla kyseliny může souviset se strukturou její molekuly, přesněji řečeno s pravděpodobností nalezení valenčních elektronů v blízkosti kyslíku. Taková úvaha není pro chemiky nová, neměli však vhodný nástroj k měření hustoty elektronové pokrývky na různých místech molekuly. Věc se nepohnula kupředu, dokud fyzici nepřišli na pomoc.

Plodné spojenectví

Skupina pracovníků Laboratoře jaderných problémů poprvé objevila vzácnou reakci záchytu záporných pí-mezonů protony - jádry atomů vodíku. V důsledku toho se proton změní na neutron a neutrální mezon, který se velmi rychle rozpadne na dva gama paprsky. Elementární logika velí: protože je možné přesně stanovit skutečnost, že mezony jsou zachyceny vodíkem, znamená to, že pár gama paprsků odhalí přítomnost byť jednoho atomu vodíku ve složité chemické sloučenině. Dobře, říkáte si, ale co to všechno má společného s kyselinami a chemií obecně? Nejpřímější.

Nejpřímější, i když zprvu žádného z autorů tohoto objevu nenapadlo, že by mezony mohly nějak pomoci pochopit vlastnosti kyselin. Fyziky jen překvapilo, že chemicky vázané atomy vodíku zcela ztrácejí „chuť“ na mezony charakteristické pro volný vodík a zachycují je přibližně tisíckrát méně často. Když se však o tento jev začali zajímat, provedli celou řadu měření a ozařovali různé látky obsahující vodík mezony. A toto bylo objeveno: „chuť k jídlu“ protonů závisí na povaze vztahu atomu vodíku k ostatním atomům molekuly. Nebylo pochyb: jaderná reakce byla citlivá na změny v elektronové struktuře molekul. Vyvinutý model velkých mesomolekul pomohl pochopit tento zajímavý fyzikální jev.

Spolu se ztrátou svého „osobního“ elektronu ztrácí proton také své vlastní místo přistání pro mezon. Nyní, pokud se náhodou zasekne v obecné elektronové pokrývce, to znamená, že se vytvoří velká mesomolekula, pak má proton malou šanci zachytit mezon. Zda se to stane skutečností nebo ne, nyní zcela závisí na chování atomu kyslíku.

V molekule kyseliny jsou společné valenční elektrony vlastněny hlavně kyslíkem a čím nižší je elektronová hustota v jeho blízkosti, tím nižší je pravděpodobnost záchytu mezonu vodíkem. To znamená, že stačí spočítat, kolik gama kvant je emitováno z cíle ozářeného mezony, a zjistíme, jak silně jsou elektrony čerpány z protonu, to znamená, že určíme stupeň ionizace H - Ó pouto!

Využití tohoto fyzikálního jevu v chemickém výzkumu přišlo ze dvou stran. Fyzici se zajímali o využití jevu, který objevili, chemici se chtěli dostat do rukou nová metoda výzkum.

Aliance se ukázala jako plodná a tady je první úspěch. Měřením pravděpodobnosti záchytu mezonů protony v několika kyselinách bylo zjištěno rozložení hustoty celkových elektronů v molekulách. A pak byly tyto kyseliny uspořádány do řady podle stupně iontové vazby H - O. Ukázalo se, že kyseliny byly uspořádány přesně ve stejném pořadí podle stupně jejich disociace.

Lepkavé molekuly

Obecný obraz pohody poněkud kazila jen organická kyselina šťavelová: podle disociace ve vodném roztoku se řadí mezi středně silné kyseliny, ale při pokusech s mezony se ukázala jako silná. Co se děje? Není zde metoda mezonometru jednoduše použitelná? Naopak. Objevila se další možnost. S jeho pomocí se možná podaří proniknout hlouběji do podstaty velmi zajímavého chemického jevu – vodíkových vazeb.

Z množství prvků, které se vyskytují v přírodě, jen několik, včetně kyslíku a dusíku, je zvláště závislých na vodíku. I když vyčerpají všechny své valenční možnosti, stále tvoří další, velmi slabé a v mnoha ohledech záhadné vodíkové vazby s vodíkem sousední molekuly.

Podle pravidel „čisté“ chemie by voda měla vařit při teplotě -80°C. O horkém čaji bychom si mohli nechat jen zdát, kdyby neexistovaly vodíkové vazby. Faktem ale je, že voda ve sklenici, ve vaně, v oceánu není jen nahromaděním jednotlivých molekul, ale nekonečným, složitým, uspořádaným tancem vodních částic slepených vodíkovými vazbami. Každý atom vodíku „drží“ nejen „svůj“ kyslík, ale i kyslík sousední molekuly.

Známý čpavek vře při teplotě -30°C a bez vodíkových vazeb by teplota klesla až na -150°C! A pak by tuto kritickou chemickou surovinu bylo stejně obtížné získat jako kapalný dusík.

Vodíkové vazby jsou řádově slabší než běžné chemické, přesto je jejich vliv na náš život obrovský. Navíc život sám by bez nich nebyl možný. Vodíkové vazby určují jak strukturu nositele genetické informace – dvoušroubovice molekuly DNA, tak biologickou aktivitu bílkovin, které v těle provádějí látkovou výměnu.

Příběh s kyselinou šťavelovou pomohl odhalit citlivost mezonové metody na tyto slabé vazby, které vznikají mezi atomy. Dvoustranný charakter kyseliny šťavelové lze zřejmě vysvětlit také vlivem vodíkových vazeb. Slepují molekuly kyselin v párech tak, že atomy vodíku jsou sevřeny mezi dva atomy kyslíku – jejich vlastní a ty, které patří jiné molekule. Jak ukazují speciální experimenty s pevnou kyselinou šťavelovou, proton je skutečně vázán „rukou a nohou“.

Pokud se proton spojený s kyslíkem běžnou elektronovou pokrývkou velmi zřídka podaří vyhřívat se pod ním, pak je poloha protonu kyseliny šťavelové ještě horší: vždyť kyslík druhé molekuly má také přebytek elektronů a je záporně nabité. Proto, zatímco mírně přitahuje „cizí“ proton k sobě, zároveň odpuzuje jeho elektrony, čímž ho ještě více vystavuje. A mezonový siloměr zaznamená tuto dodatečnou sílu vlivu na elektrony ze sousedního kyslíku a kyselina se zdá silnější, než ve skutečnosti je.

Práce s kyselinami je jen začátek, ukázka schopností nové metody. Mezony získávají druhou specialitu.Jejich schopnost rychle porozumět podmínkám, za kterých se nacházejí atomy vodíku v molekulách složitých látek, odhaluje těmto částicím mnohá chemická tajemství.

Hodnota nové metody je její schopnost izolovat vodíkové vazby s jinými atomy bez ohledu na složitost chemické sloučeniny. Mezony lze použít ke zkoumání skutečné distribuce hustoty valenčních elektronů v různých molekulách obsahujících vodík.

Nyní je těžké říci, která aplikace mezonové metody bude nejzajímavější.

Kyseliny

Kyseliny jsou chemicky složité látky, jejichž molekuly se skládají ze zbytku kyseliny a atomů vodíku H (jeden nebo více). Ne nadarmo mají slova „kyselý“ a „kyselý“ stejný kořen: z hlediska jejich chuti mají všechny kyseliny kyselou chuť, což neznamená, že lze ochutnat kyselé sloučeniny. Mezi nimi je více než polovina žíravých a zbytek je dokonce toxický. Existují samozřejmě výjimky - ocet, citron, jablečný, askorbový a šťavelový, které zná každý z dětství a úspěšně se používají v potravinářském průmyslu.

Ať je původ kyseliny jakýkoli (přírodní nebo syntetický), vždy bude mít ve své struktuře určitý počet atomů vodíku, které mohou vstupovat do reakčních sloučenin. Během chemická reakce Každá molekula kyseliny se vzdá atomů vodíku a na oplátku přijme atomy různých kovů. Tak dochází k substituci.

Kyseliny jsou obvykle klasifikovány podle dvou kritérií:

1. nebo jsou v molekule atomy kyslíku,
2. počtem atomů vodíku, které lze nahradit atomy kovů.

První skupina má zase dvě podskupiny:

- bezkyslíkaté kyseliny (kyselina fluorovodíková HF, kyselina chlorovodíková HCl, kyselina bromovodíková HBr, kyselina jodovodíková HI, sirovodík H 2 S).
- kyseliny obsahující kyslík (sírová H2SO4, sirnatá H2SO3, fosforečná H3PO4, uhličitá H2CO3, dusičná HNO3, křemík H2SiO3).

Druhá skupina má také několik podskupin:

- jednosytné kyseliny (mají 1 atom vodíku),
- dvojsytné kyseliny (mají 2 atomy vodíku),
- trojsytné kyseliny (mají 3 atomy vodíku).

Chemické vlastnosti kyselin jsou popsány následujícími pravidly:

1. Kyseliny reagují s bázemi za vzniku soli, která bude vždy obsahovat nezměněný zbytek kyseliny. Tato reakce se nazývá neutralizace. Druhým produktem vzniklým během neutralizační reakce je voda.

Aby k neutralizaci došlo, je nutné provést další podmínka: alespoň jedna ze složek musí být vysoce rozpustná ve vodě. A jelikož kyseliny tomuto parametru dokonale odpovídají, mohou interagovat s nerozpustnými i rozpustnými zásadami. Výjimkou je kyselina křemičitá, která je ve vodě prakticky nerozpustná, a proto může reagovat pouze s rozpustnými bázemi (KOH, NaOH).

2. Roztoky kyselin působí na indikátory (speciální látky), ve vodě mění jejich barvu. Kyseliny mění barvu indikátoru na jednu konkrétní barvu, takže můžete vždy přesně určit, že je v látce přítomna kyselina, lakmus a methyloranž tak zčervenají.

Indikátory jsou látky poměrně složité struktury. V zásadách a neutrálních roztocích budou mít úplně jinou barvu než v kyselém prostředí.

3. Kyseliny reagují s kovy, když je splněna následující podmínka:

- kov na stupnici aktivity by měl být co nejreaktivní. Stříbro, zlato a měď tedy nebudou reagovat s kyselinou, ale zinek, vápník a sodík naopak velmi aktivně interagují. Navíc se uvolní mnoho vodíkových plynů a velký počet teplo.

Některé kovy budou reagovat pouze se zředěnými kyselinami. Pokud jsou kyseliny koncentrované (bezvodé), nedojde k žádné substituci.

Existují dva typy kyselin: organické a anorganické; rozdíl mezi nimi je v tom, že první vždy obsahují molekuly uhlíku.
Organické se dostávají do těla s bobulemi, zeleninou, ovocem a mléčnými výrobky. Některé kyseliny jsou vitamíny, např. vitamín C – kyselina askorbová.

Anorganické kyseliny mohou také pocházet z potravy, ale tělo si je může vyrobit i samostatně. Kyselina chlorovodíková je přítomna v žaludeční šťávě, při jejím působení umírají bakterie, které se dostávají do žaludku s potravou. Kyselina sirovodík se nachází v minerální vodě.

Aplikace kyselin

Kyselina sírová zaujímá první místo mezi kyselinami. Ve velkém množství se používá k výrobě hnojiv, chemických vláken a léků. Používá se k plnění kyselých baterií a používá se k získávání kovů z rudy. V ropném průmyslu se používá k čištění ropných produktů.

Kyselina octová působí baktericidně, její roztok se používá při konzervaci potravin, k výrobě léků, ve výrobě, při barvení a tisku.

Kyselina chlorovodíková se používá k ošetření zón vrtů v ropném průmyslu.

Kyselina dusičná hraje důležitou roli při výrobě hnojiv, laků, barviv, plastů, výbušnin a léčivých látek.

Kyselina fosforečná je součástí odmašťovacích přípravků pro kovové materiály před aplikací ochranných látek na ně. Je obsažen ve složení látek pro přeměnu rzi před nanášením nátěru a používá se jako ochrana proti korozi potrubí.

Kyselina citronová se používá při výrobě kosmetiky, jako ředidlo a konzervační látka. Díky svým bělícím, čistícím a adstringentním vlastnostem je součástí mycích krémů, oplachů, pigmentačních krémů a barev na vlasy.

Kyselina acetylsalicylová je účinná v prevenci onemocnění kardiovaskulárního systému, snižuje tvorbu krevních sraženin, působí analgeticky, proto se používá.

Kyselina boritá se také používá pro své antiseptické vlastnosti. Používá se při pedikulóze (vši), při léčbě otitidy, zánětu spojivek a zánětů kůže.

Kyselina stearová se používá při výrobě mýdla. Jeho přidání do mýdla zajistí, že přípravek zanechá pokožku hladkou, jemnou a má zklidňující účinek.

Plán:

Úvod

• 1 Definice kyseliny
• 2 Klasifikace kyselin
• 3 Chemické vlastnosti kyselin
• 4 Některé běžné kyseliny
  • 4.1 Anorganické (minerální) kyseliny
  • 4.2 Organické kyseliny
• 5 Zajímavosti
Poznámky

Úvod

Kyseliny- komplexní látky, které se skládají z atomů vodíku, které mohou být nahrazeny atomy kovů a kyselými zbytky. Svůj název získaly podle kyselé chuti většiny kyselin. Ve vodných roztocích disociují na vodíkový kation (proton) a aniont kyselého zbytku.

Podle Lewisovy definice je kyselina elektrolyt (látka zapojená do reakcí zahrnujících přenos elektronu), který přijímá elektronový pár v reakci s bází, tedy látka, která daruje elektronový pár (viz Lewisova kyselina) . V Bronsted-Lowryho teorii je kyselina látka, která daruje proton (zásada je látka, která přijímá proton).

Kyselina je v rámci teorie elektrolytické disociace elektrolyt, při jehož elektrolytické disociaci vznikají z kationtů pouze vodíkové kationty.

Kyselina chlorovodíková (ve sklenici)

1. Stanovení kyseliny

V roce 1778 francouzský chemik Antoine Lavoisier navrhl, že kyselé vlastnosti byly způsobeny přítomností atomů kyslíku v molekule. Tato hypotéza se rychle ukázala jako neudržitelná, protože mnoho kyselin neobsahuje kyslík, zatímco mnoho sloučenin obsahujících kyslík nevykazuje kyselé vlastnosti. Přesto to byla právě tato hypotéza, která dala jméno kyslíku jako chemickému prvku.

V roce 1839 dal německý chemik Justus Liebig následující definici kyselin: kyselina je sloučenina obsahující vodík, jejíž vodík lze nahradit kovem za vzniku soli.

První pokus o vytvoření obecné teorie kyselin a zásad učinil švédský fyzikální chemik Svante Arrhenius. Podle jeho teorie, formulované v roce 1887, kyselina je sloučenina, která se ve vodném roztoku disociuje za vzniku protonů (vodíkové ionty H+). Arrheniusova teorie rychle ukázala svá omezení, nedokázala vysvětlit mnoho experimentálních faktů. V naší době má především historický a pedagogický význam.

V současné době jsou tři nejběžnější teorie kyselina a zásada. Neprotiřečí si, ale doplňují se.

• Podle solvosystémové teorie, která začala prací amerických chemiků Cady a Franklina, publikovanou v letech 1896-1905, kyselina je sloučenina, která v roztoku produkuje ty kladné ionty, které vznikají během vlastní disociace rozpouštědla (H 3 O +, NH 4 +). Tato definice je dobrá, protože není vázána na vodné roztoky.
• Podle protonová teorie kyselin a zásad, kterou v roce 1923 nezávisle předložili dánský vědec Johannes Brønsted a anglický vědec Thomas Lowry, kyseliny - látky obsahující vodík, které při reakcích uvolňují kladné vodíkové ionty - protony. Slabinou této teorie je, že nezahrnuje látky bez vodíku, které vykazují kyselé vlastnosti, tzv. aprotické kyseliny.
• Podle elektronová teorie, navržený v roce 1923 americkým fyzikálním chemikem Gilbertem Lewisem, kyselina - látka, která přijímá elektronové páry, tedy akceptor elektronových párů. V Lewisově teorii tedy může být kyselina buď molekula, nebo kationt s nízkoenergetickým volným molekulárním orbitalem.
• Pearson upravil Lewisovu teorii s přihlédnutím k charakteristikám akceptorových orbitalů a zavedl koncept tvrdých a měkkých kyselin a zásad (Pearsonův princip nebo princip LMCO). Tvrdé kyseliny se vyznačují vysokou elektronegativitou a nízkou polarizovatelností atomu nesoucího volný orbital, měkké kyseliny se podle toho vyznačují nízkou elektronegativitou a vysokou polarizovatelností atomu nesoucího volný orbital.

Je třeba také poznamenat, že mnoho látek vykazuje amfoterní vlastnosti, to znamená, že se chovají jako kyseliny v reakcích se zásadami a jako zásady v reakcích se silnější kyselinou.

2. Klasifikace kyselin

• Podle obsahu kyslíku
  • bez kyslíku (HCl, H2S);
  • obsahující kyslík (HNO 3).
• Podle zásaditosti - počet kyselých atomů vodíku
  • Monobazická (HNO 3);
  • dvojsytná (H2Se04, kyselina azelaová);
  • Tribasic (H3PO4, H3BO3).
  • Čtyřnásobek (H4CO4).
  • Šest základních
• Silou
  • Silný - disociuje téměř úplně, disociační konstanty jsou větší než 1 × 10 −3 (HNO 3);
  • Slabá - disociační konstanta je menší než 1 × 10 −3 (kyselina octová K d = 1,7 × 10 −5).
• Z hlediska stability
  • Stabilní (H2S04);
  • Nestabilní (H 2 CO 3).
• Tím, že patří do tříd chemických sloučenin
  • Anorganická (HBr);
  • organické (HCOOH);
• Podle volatility
  • Těkavé (H2S, HCl);
  • Netěkavý (H2S04);
• Podle rozpustnosti ve vodě
  • Rozpustný (H2S04);
  • Nerozpustný (H2Si03);

3. Chemické vlastnosti kyselin

• Interakce s bazickými oxidy za vzniku soli a vody:

• Interakce s amfoterními oxidy za vzniku soli a vody:

• Interakce s alkáliemi za vzniku soli a vody (neutralizační reakce):

• Reakce s nerozpustnými bázemi za vzniku soli a vody, pokud je výsledná sůl rozpustná:

• Interakce se solemi, pokud dojde k vysrážení nebo se uvolní plyn:

• Silné kyseliny vytěsňují slabší z jejich solí:

(v tomto případě vzniká slabá kyselina uhličitá, která se okamžitě rozkládá na vodu a oxid uhličitý)

• S kyselinou dusičnou a koncentrovanou kyselinou sírovou probíhá reakce odlišně:

• Organické kyseliny se vyznačují esterifikační reakcí (reakce s alkoholy za vzniku esteru a vody):

Například,

4. Některé běžné kyseliny

4.1. Anorganické (minerální) kyseliny

• Kyselina dusitá
• Kyselina dusičná
• Kyselina boritá
• Kyselina bromovodíková
• Kyselina jodovodíková
• Kyselina jodová
• Kyselina jodistá
• Kyselina sírová
• Kyselina chlorovodíková
• Kyselina ortofosforečná
• Orthokarboxylová kyselina
• Kyselina sírová
• Kyselina sirovodík
• Kyselina fluorovodíková
• Kyselina chlorná
• Kyselina chlorná
• Kyselina chlorná
• Kyselina chloristá
• Kyselina křemičitá
• Kyselina manganová
• Kyselina uhličitá
• Kyselina kyanovodíková
• Kyselina fluorovodíková
• Kyselina vodíková
• Kyselina thiosírová
• Kyselina arsenová
• Kyselina molybdenová
• Kyselina technická (kyselina pertechnecová)
• Kyselina polonová
• Kyselina plutonová (H2PuO4)
• Kyselina metafosforečná
• Kyselina chromová

4.2. Organické kyseliny

• Kyselina adipová
• Kyselina azelaová
• Akrylová kyselina
• Kyselina akonitová
• Kyselina askorbová (vitamín C)
• Kyselina valerová
• Vinná kyselina
• Kyselina hyaluronová
• Deoxyribonukleová kyselina (DNA)
• Kyselina kapronová
• Kyselina Laurová
• Kyselina lysergová
• Kyselina citronová
• Kyselina máselná
• kyselina malonová
• Kyselina mléčná
• Kyselina močová
• Kyselina mravenčí
• Kyselina olejová
• Kyselina palmitová
• Kyselina pyrohroznová
• Kyselina propionová
• Kyselina salicylová
• Kyselina stearová
• Octová kyselina
• Kyselina šťavelová
• Jablečná kyselina
• kyselina jantarová

5. Zajímavosti

• Podzemní zvíře nahá krysa má kožní buňky necitlivé na kyseliny i při pH nižším než 3,5.
• U krokodýla je pH v žaludku menší než 0,5.