Билет 19

Кисло́ты — сложные вещества, в состав которых обычно входят атомы водорода, способные замещаться на атомы металлов, и кислотный остаток. Водные растворы кислот имеют кислый вкус, обладают раздражающим действием, способны менять окраску индикаторов, отличаются рядом общих химических свойств.

Классификация кислот

• По содержанию кислорода

  • бескислородные (HCl, H₂S);

  • кислородосодержащие (HNO₃,H₂SO₄).

• По основности — количество кислых атомов водорода

  • Одноосновные (HNO₃);

  • Двухосновные (H₂SeO₄, двухосновные предельные карбоновые кислоты);

  • Трёхосновные (H₃PO₄, H₃BO₃).

  • Полиосновные (практически не встречаются).

• По силе

  • Сильные — диссоциируют практически полностью, константы диссоциации больше 1×10⁻³ (HNO₃);

  • Слабые — константа диссоциации меньше 1×10⁻³ (уксусная кислота K_д= 1,7×10⁻⁵).

• По устойчивости

  • Устойчивые (H₂SO₄);

  • Неустойчивые (H₂CO₃).

• По принадлежности к классам химических соединений

  • Неорганические (HBr);

  • Органические (HCOOH,CH₃COOH);

• По летучести

  • Летучие (H₂S, HCl);

  • Нелетучие (H₂SO₄) ;

• По растворимости в воде

  • Растворимые (H₂SO₄);

  • Нерастворимые (H₂SiO₃);

Химические свойства кислот

• Взаимодействие с основными оксидами 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:

• С азотной кислотой и концентрированной серной кислотами реакция идёт иначе:

См. статью Взаимодействие кислот с металлами.

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

Например,

Основа́ния — класс химических соединений.

1. Основания (осно́вные гидрокси́ды) — сложные вещества, которые состоят из атомов металла или иона аммония и гидроксогруппы (-OH). В водном растворе диссоциируют с образованием катионов и анионов ОН⁻. Название основания обычно состоит из двух слов: «гидроксид металла/аммония». Хорошо растворимые в воде основания называются щелочами.

2. Согласно другому определению, основания — один из основных классов химических соединений, вещества, молекулы которых являются акцепторами протонов.

3. В органической химии по традиции основаниями называют также вещества, способные давать аддукты («соли») с сильными кислотами, например, многие алкалоиды описывают как в форме «алкалоид-основание», так и в виде «солей алкалоидов».

Основания классифицируются по ряду признаков.

• По растворимости в воде.

  • Растворимые основания (щёлочи): гидроксид натрия NaOH, гидроксид калия KOH, гидроксид кальция Ca(OH)₂, гидроксид бария Ba(OH)₂, гидроксид стронция Sr(OH)₂, гидроксид цезия CsOH, гидроксид рубидия RbOH.

  • Практически нерастворимые основания: Mg(OH)₂, Zn(OH)₂, Cu(OH)₂, Al(OH)₃, Fe(OH)₃, Be(OH)₂.

  • Другие основания: NH₃·H₂O

Деление на растворимые и нерастворимые основания практически полностью совпадает с делением на сильные и слабые основания, или гидроксиды металлов и переходных элементов

• По количеству гидроксильных групп в молекуле.

  • Однокислотные (гидроксид натрия NaOH)

  • Двукислотные (гидроксид меди(II) Cu(OH)₂)

  • Трехкислотные (гидроксид железа(III) Fe(OH)₃)

• По летучести.

  • Летучие: NH₃, CH₃-NH₂

  • Нелетучие: щёлочи, нерастворимые основания.

• По стабильности.

  • Стабильные: гидроксид натрия NaOH, гидроксид бария Ba(OH)₂

  • Нестабильные: гидроксид аммония NH₃·H₂O (гидрат аммиака).

• По степени электролитической диссоциации.

  • Сильные (α > 30 %): щёлочи.

  • Слабые (α < 3 %): нерастворимые основания.

• По наличию кислорода.

  • Кислородсодержащие: гидроксид калия KOH, гидроксид стронция Sr(OH)₂

  • Бескислородные: аммиак NH₃, амины.

Со́ли — класс химических соединений, к которому относятся вещества, состоящие из катионов металла (или катионов аммония  ; известны соли фосфония   или гидроксония  ) и анионов кислотного остатка.

Типы солей

• Средние (нормальные) соли — все атомы водорода в молекулах кислоты замещены на атомы металла. Пример:  ,  .

• Кислые соли — атомы водорода в кислоте замещены атомами металла частично. Они получаются при нейтрализации основания избытком кислоты. Пример:  ,  .

• Осно́вные соли — гидроксогруппы основания (OH⁻) частично замещены кислотными остатками. Пример:  .

• Двойные соли — в их составе присутствует два различных катиона, получаются кристаллизацией из смешанного раствора солей с разными катионами, но одинаковыми анионами. Пример:  .

• Смешанные соли — в их составе присутствует два различных аниона. Пример:  .

• Гидратные соли (кристаллогидраты) — в их состав входят молекулы кристаллизационной воды. Пример:  .

• Комплексные соли — в их состав входит комплексный катион или комплексный анион. Пример:  ,  .

Особую группу составляют соли органических кислот, свойства которых значительно отличаются от свойств минеральных солей. Некоторые из них можно отнести к особенному классу органических солей, так называемых ионных жидкостейили по-другому «жидких солей», органических солей с температурой плавления ниже 100 °C.