Физические свойства кислот

Твердые кислоты: H₃PO₄ (ортофосфорная кислота), H₃BO₃ (борная кислота), HIO₄ (йодная кислота).

Жидкие кислоты: H₂SO₄, HNO₃.

Большинство кислот растворяются в воде. Некоторые кислоты являются растворами газов в воде, например, HCl и H₂S).

Химические свойства кислот

1. Кислоты взаимодействуют с основаниями с образованием соли и воды (реакция нейтрализации).

$H_3PO_4 + 3NaOH = Na_3PO_4 + 3H_2O \\ H_3PO_4 + 2NaOH = Na_2HPO_4 + 2H_2O \\ H_3PO_4 + NaOH = NaH_2PO4 + H_2O$

$2HCl + CU(OH)_2 = CuCl_2 + 2H_2O \\ HCl + Cu(OH)_2 = CuOHCl + H_2O$

Если в реакциях нейтрализации участвуют многоосновные кислоты или многокислотные основания, то продуктами реакции могут быть не только средние соли.

2. Кислоты взаимодействуют с основными оксидами с образованием соли и воды.

Кислота + Основный оксид = соль + H₂O

2HCl + CaO = CaCl₂ + H₂O

3. Кислоты взаимодействуют с амфотерными оксидами с образованием соли и воды.

Кислота + амфотерный оксид = соль + H₂O

2HNO₃ + ZnO = Zn(NO₃)₂ + H₂O

4. Кислоты взаимодействуют с амфотерными гидроксидами с образованием соли и воды.

Кислота + амфотерный гидроксид = соль + H₂O

3HCl + Cr(OH)₃ = CrCl₃ + 3H₂O

5. Кислоты взаимодействуют с некоторыми средними солями с образованием новой соли новой кислоты.

Эти реакции возможно в том случае если в результате их образуется слабая кислота (в виде газа) или выпадает осадок (нерастворимая соль)

Кислота + соль = соль₁ + Кислота₁

HCl + AgNO₃ = AgCl ↓+ HNO₃

2CH₃COOH + Na₂CO₃ = 2CH₃COONa + CO₂ ↑ + H₂O

$$H_2CO_3 = CO_2 \uparrow + H_2O$$ Угольная кислота настолько слабая, что в результате реакции сразу распадается на углекислый газ и воду

6. Кислоты взаимодействуют с металлами. Характер продуктов этих реакций зависит от природы и концентрации кислоты и от активности металла.

Активность металла определяется его положением в электрохимическом ряду напряжений.

Взаимодействие металлов с серной концентрированной кислотой:

Получение кислот

1. Бескислородоные кислоты получают путем синтеза водородных соединений неметаллов из простых веществ и последующего растворения полученных продуктов в воде.

Неметалл + H₂ = водородное соединение неметалла;

Неметаллы: F₂, Cl₂, Br₂, I₂, S, Se

2. Оксокислоты получают взаимодействием кислотных оксидов с водой.

Кислотный оксид + H₂O = оксокислота

SO₃ + H₂O = H₂SO₄

3. Большинство кислот можно получить взаимодействием солей с кислотами.

Соль + кислота = Соль₁ + кислота₁

2NaCl(тв.) + H₂SO₄(конц.) = 2HCl + Na₂SO₄

Основания

Физические свойства оснований

Все неорганические основания —твердые вещества, кроме NH₄OH

Основание имеют разный цвет: гидроксид калия (KOH) — белого цвета, гидроксид меди (II) (Cu(OH)₂) — голубого цвета

Некоторые растворимые в воде основания называются едкими щелочами:

NaOH — едкий натр

KOH — едкий кали

Химические свойства оснований

1. Основания взаимодействуют с кислотами с образованием соли и воды – реакция нейтрализации.

Основание + кислота = соль + H₂O

KOH + HCl = KCl + H₂O

2. Щелочи взаимодействуют с кислотными оксидами с образованием соли и воды.

Щелочь + кислотный оксид = Соль + H₂O

Ca(OH)₂ + CO₂ = CaCO₃ ↓ + H₂O

3. Растворы щелочей взаимодействуют с растворами солей, если в результате образуется нерастворимое основание (или выделяется газ) или соль.

Раствор щелочи + раствор соли = основание₂ + соль₂

2NaOH + CuSO₄ = Cu(OH)₂ ↓ + Na₂SO₄

4. Нерастворимые в воде основание при нагревании разлагаются на основный оксид и воду.

Нерастворимое основание $\stackrel{t}{=}$ основной оксид $+H_2O$

$Cu(OH)_2 \stackrel{t}{=} CuO + H_2O$

5. Растворы щелочей взаимодействуют с металлами, которые образуют амфотерные оксиды и гидроксиды.

Zn + 2NaOH + 2 H₂O = Na2[Zn(OH)₄] + H₂

Получение оснований

1. Взаимодействие щелочных и щелочноземельных металлов с водой.

2Na + 2H₂O = 2NaOH + H₂

2. Взаимодействие оксидов щелочных и щелочноземельных металлов с водой.

BaO + H₂O = Ba(OH)₂

3. Получение нерастворимых оснований действием щелочей на растворимые соли металлов

Раствор щелочи + раствор соли = нераствор. основание + соль₁

2NaOH + FeSO₄ = Fe(OH)₂ ↓ + Na₂SO₄

Амфотерные гидроксиды

Физические свойства

Все амфотерные гидроксиды — твердые вещества, не растворимые в воды. Окраска амфотерных гидроксидов зависит от характера входящих в их состав катионов металлов.

Химические свойства

Амфотерные гидроксиды реагируют как с кислотами, так и со щелочами.

1. Взаимодействие амфотерных гидроксидов с кислотами.

Zn(OH)₂ + 2HCl = ZnCl₂ + 2H₂O

Pb(OH)₂ + 2HNO₃ = Pb(NO₃)₂ + 2 H₂O

Cr(OH)₃ + 3HNO₃ = Cr(NO₃)₃ + 3H₂O

2. Сплавление твердых гидроксидов с твердыми щелочами.

$Zn(OH)_2 + 2NaOH \stackrel{t}{=} \underset{\text{Цинкат калия}}{Na_2ZnO_2} + 2H_2O$

$Al(OH)_3 + NaOH \stackrel{t}{=} \underset{\text{Метаалюминат натрия}}{NaAlO_2} + 2H_2O$

3. При взаимодействии амфотерных гидроксидов с избытком растворов щелочей образуются комплексы.

$Zn(OH)_2 + 2NaOH \stackrel{}{=} \underset{\text{ Тетрагидроксоцинкат натрия}}{Na_2[Zn(OH)_4]} $

$Pb(OH)_2 + 2NaOH \stackrel{}{=} \underset{\text{ Тетрагидроксоплюмбат натрия}}{Na_2[Pb(OH)_4]} $

$Al(OH)_3 + NaOH \stackrel{}{=} \underset{\text{ Тетрагидроксоалюминат натрия}}{Na[Al(OH)_4]} $

$Al(OH)_3 + 3NaOH \stackrel{}{=} \underset{\text{ Гексагидроксоалюминат натрия}}{Na_3[Al(OH)_6]} $