Virtual Laboratory Wiki
Advertisement

Кисло́ты — один из основных классов химических соединений. Они получили своё название из-за кислого вкуса большинства кислот, таких, как азотная или серная. По определению кислота — это электролит (вещество, участвующее в реакциях с переходом электрона), отдающий электрон в реакции с основанием, то есть веществом, принимающим электрон. В свете теории электролитической диссоциации кислота — это электролит, при электролитической диссоциации из катионов образуются лишь катионы водорода.

Определение кислоты

Полная статья теории кислот и оснований.

В 1778 французский химик Антуан Лавуазье предположил, что кислотные свойства обусловлены наличием в молекуле атомов кислорода. Эта гипотеза быстро доказала свою несостоятельность, так как многие кислоты не имеют в своём составе кислорода, в то время как многие кислородсодержащие соединения не проявляют кислотных 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 водородосодержащее соединение, водород которого может быть замещён на металл с образованием соли.

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

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

  • по теории сольвосистем, начало которой положили работы американских химиков Кэди и Франклина, опубликованные в 18961905 гг., кислота — такое соединение, которое даёт в растворе те положительные ионы, которые образуются при собственной диссоциации растворителя (Н3О+, NH4+). Это определение хорошо тем, что не привязано к водным растворам;
  • по протонной теории кислот и оснований, выдвинутой в 1923 г. независимо датским учёным Йоханнесом Брёнстедом и английским учёным Томасом Лоури, кислоты — водородсодержащие вещества, отдающие при реакциях положительные ионы водорода — протоны. Слабость этой теории в том, что она не включает в себя не содержащие водорода вещества, проявляющие кислотные свойства, так называемые апротонные кислоты;
  • по электронной теории, предложенной в 1923 г. американским физикохимиком Гилбертом Льюисом, кислота — вещество, принимающее электронные пары, то есть акцептор электронных пар.. Таким образом, в теории Гилберта Льюиса кислотой могут быть как молекула, так и катион, обладающие низкой по энергии свободной молекулярной орбиталью;
  • Пирсон модифицировал теорию Льюиса с учётом характеристик орбиталей-акцепторов, введя понятие жёстких и мягких кислот и оснований (принцип Пирсона или принцип ЖМКО). Жёсткие кислоты характеризуются высокой электроотрицательностью и низкой поляризуемостью атома, несущего свободную орбиталь, мягкие кислоты, соответственно, характеризуются низкой электроотрицательностью и высокой поляризуемостью атома, несущего свободную орбиталь.

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

Классификация кислот

  • По содержанию кислорода
    • бескислородные (HCl, H2S);
    • кислородосодержащие (HNO3).
  • По основности — количество кислых атомов водорода
    • Одноосновные (HPO3);
    • Двухосновные (H2SeO4, Азелаиновая кислота);
    • Трёхосновные (H3PO4).
  • По силе
    • 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).
  • По устойчивости
    • Устойчивые (H2SO4);
    • Неустойчивые (H2CO3).
  • По принадлежности к классам химических соединений
    • Неорганические (HBr);
    • Органические (HCOOH);
  • По летучести
    • Летучие (H2S, HCl);
    • Нелетучие;
  • По растворимости в воде
    • Растворимые (H2SO4);
    • Нерастворимые (H2SiO3);

Химические свойства кислот

  • Взаимодействие с оксидами металлов с образованием соли и воды:

  • Взаимодействие с амфотерными оксидами с образованием соли и воды:

  • Взаимодействие со щелочами с образованием соли и воды (реакция нейтрализации):

  • Взаимодействие с нерастворимыми основаниями с образованием соли и воды, если полученная соль растворима:

  • Взаимодействие с солями, если выпадает осадок или выделяется газ:

  • Сильные кислоты вытесняют более слабые из их солей:

(в данном случае образуется непрочная угольная кислота , которая сразу же распадается на воду и углекислый газ)

  • Металлы, стоящие в ряду активности до водорода, вытесняют его из раствора кислоты (кроме азотной кислоты любой концентрации и концентрированной серной кислоты ), если образующаяся соль растворима:

  • Для органических кислот характерна реакция этерификации (взаимодействие со спиртами с образованием сложного эфира и воды):

Например,

Некоторые распространённые кислоты

Неорганические кислоты

  • Серная кислота
  • Соляная кислота
  • Ортофосфорная кислота
  • Ортокарбоновая кислота
  • Азотная кислота
  • Борная кислота
  • Сернистая кислота
  • Сероводородная кислота
  • Фтороводородная кислота
  • Йодоводородная кислота
  • Хлористая кислота
  • Азотистая кислота
  • Бромоводородная кислота
  • Кремниевая кислота
  • Марганцовая кислота
  • Угольная кислота

Органические кислоты

  • Муравьиная кислота
  • Уксусная кислота
  • Лимонная кислота
  • Молочная кислота
  • Щавелевая кислота
  • Масляная кислота
  • Аскорбиновая кислота (витамин C)
  • Салициловая кислота
  • Лизергиновая кислота
  • Дезоксирибонуклеиновая кислота(ДНК)
  • Азелаиновая кислота

Интересные факты

  • Подземное животное голый землекоп имеет нечувствительные к кислоте клетки кожи даже при pH менее 3,5. [1]
  • У крокодила в желудке pH бывает меньше 0,5.

Примечания

  1. А. Шиндер. Животное, не чувствующее боли. 2000-Аспекты-Проблемы № 26(420), 27 июня-3 июля 2008

См. также

  • Теории кислот и оснований
  • Константа диссоциации
  • Суперкислота
  • Список кислот

Эта страница использует содержимое раздела Википедии на русском языке. Оригинальная статья находится по адресу: Кислота. Список первоначальных авторов статьи можно посмотреть в истории правок. Эта статья так же, как и статья, размещённая в Википедии, доступна на условиях CC-BY-SA .


Advertisement