Chemische tabel van zuren. Chemie
Zuren zijn zulke chemische verbindingen die een elektrisch geladen waterstofion (kation) kunnen afstaan en ook twee op elkaar inwerkende elektronen kunnen opnemen, waardoor een covalente binding wordt gevormd.
In dit artikel zullen we de belangrijkste zuren bekijken die in de middenklasse van middelbare scholen worden bestudeerd, en we zullen er ook veel leren interessante feiten op verschillende zuren. Laten we beginnen.
Zuren: soorten
In de chemie zijn er veel verschillende zuren die verschillende eigenschappen hebben. Chemici onderscheiden zuren door hun zuurstofgehalte, vluchtigheid, oplosbaarheid in water, sterkte, stabiliteit, behorend tot een organische of anorganische klasse. chemische bestanddelen. In dit artikel zullen we kijken naar een tabel met de meest bekende zuren. De tabel zal u helpen de naam van het zuur en zijn chemische formule.
Alles is dus duidelijk zichtbaar. Deze tabel toont de meest bekende chemische industrie zuren. De tabel helpt u de namen en formules veel sneller te onthouden.
Waterstofzwavelzuur
H2S is waterstofsulfidezuur. Zijn eigenaardigheid ligt in het feit dat het ook een gas is. Waterstofsulfide is zeer slecht oplosbaar in water en heeft ook een wisselwerking met veel metalen. Waterstofzwavelzuur behoort tot de groep van "zwakke zuren", voorbeelden waarvan we in dit artikel zullen ingaan.
H 2 S heeft een licht zoete smaak en een zeer sterke geur van rotte eieren. In de natuur is het te vinden in natuurlijke of vulkanische gassen, en het komt ook vrij tijdens het verval van het eiwit.
De eigenschappen van zuren zijn zeer divers, ook al is het zuur onmisbaar in de industrie, het kan zeer ongezond zijn voor de menselijke gezondheid. Dit zuur is zeer giftig voor de mens. Wanneer een kleine hoeveelheid waterstofsulfide wordt ingeademd, wordt een persoon wakker met hoofdpijn, ernstige misselijkheid en duizeligheid beginnen. Als een persoon een grote hoeveelheid H 2 S inademt, kan dit leiden tot convulsies, coma of zelfs onmiddellijke dood.
Zwavelzuur
H 2 SO 4 is een sterk zwavelzuur, waarmee kinderen in groep 8 kennismaken bij scheikundelessen. Chemische zuren zoals zwavelzuur zijn zeer sterke oxidatiemiddelen. H 2 SO 4 werkt als oxidatiemiddel op veel metalen, evenals op basische oxiden.
H 2 SO 4 veroorzaakt chemische brandwonden bij contact met huid of kleding, maar is niet zo giftig als waterstofsulfide.
Salpeterzuur
Sterke zuren zijn erg belangrijk in onze wereld. Voorbeelden van dergelijke zuren: HCl, H2S04, HBr, HN03. HNO 3 is het bekende salpeterzuur. Het heeft brede toepassing gevonden in zowel de industrie als in landbouw. Het wordt gebruikt voor de vervaardiging van verschillende meststoffen, in sieraden, bij het afdrukken van foto's, bij de productie van geneesmiddelen en kleurstoffen, evenals in de militaire industrie.
Zo een chemische zuren zijn, net als stikstof, zeer schadelijk voor het lichaam. Dampen van HNO 3 laten zweren achter, veroorzaken acute ontstekingen en irritatie van de luchtwegen.
Salpeterig zuur
Salpeterigzuur wordt vaak verward met salpeterzuur, maar er is een verschil tussen beide. Het feit is dat het veel zwakker is dan stikstof, het heeft totaal andere eigenschappen en effecten op het menselijk lichaam.
HNO 2 heeft brede toepassing gevonden in de chemische industrie.
fluorwaterstofzuur
Fluorwaterstofzuur (of waterstoffluoride) is een oplossing van H 2 O met HF. De formule van het zuur is HF. Fluorwaterstofzuur wordt zeer actief gebruikt in de aluminiumindustrie. Het lost silicaten op, etst silicium, silicaatglas.
Waterstoffluoride is zeer schadelijk voor het menselijk lichaam, afhankelijk van de concentratie kan het een lichte drug zijn. Wanneer het in contact komt met de huid, zijn er aanvankelijk geen veranderingen, maar na een paar minuten kan een scherpe pijn en een chemische verbranding optreden. Fluorwaterstofzuur is zeer schadelijk voor het milieu.
Zoutzuur
HCl is waterstofchloride en is een sterk zuur. Waterstofchloride behoudt de eigenschappen van zuren die tot de groep van sterke zuren behoren. Qua uiterlijk is het zuur transparant en kleurloos, maar rookt in de lucht. Waterstofchloride wordt veel gebruikt in de metallurgische en voedingsindustrie.
Dit zuur veroorzaakt chemische brandwonden, maar is vooral gevaarlijk als het in de ogen komt.
Fosforzuur
Fosforzuur (H 3 PO 4) is een zwak zuur in zijn eigenschappen. Maar zelfs zwakke zuren kunnen de eigenschappen van sterke hebben. Zo wordt H 3 PO 4 in de industrie gebruikt om ijzer uit roest terug te winnen. Bovendien wordt fosforzuur (of fosforzuur) veel gebruikt in de landbouw - er wordt een grote verscheidenheid aan meststoffen van gemaakt.
De eigenschappen van zuren lijken erg op elkaar - bijna elk van hen is zeer schadelijk voor het menselijk lichaam, H 3 PO 4 is geen uitzondering. Dit zuur veroorzaakt bijvoorbeeld ook ernstige chemische brandwonden, neusbloedingen en tandbederf.
Koolzuur
H 2 CO 3 is een zwak zuur. Het wordt verkregen door CO 2 (kooldioxide) op te lossen in H 2 O (water). Koolzuur wordt gebruikt in de biologie en biochemie.
Dichtheid van verschillende zuren
De dichtheid van zuren duurt belangrijke plek in theoretische en praktische delen van de chemie. Dankzij de kennis van dichtheid is het mogelijk om de concentratie van een bepaald zuur te bepalen, chemische rekenproblemen op te lossen en toe te voegen correcte hoeveelheid zuren om de reactie uit te voeren. De dichtheid van elk zuur varieert met de concentratie. Hoe groter bijvoorbeeld het concentratiepercentage, hoe groter de dichtheid.
Algemene eigenschappen van zuren
Absoluut alle zuren zijn (dat wil zeggen, ze bestaan uit verschillende elementen van het periodiek systeem), terwijl ze noodzakelijkerwijs H (waterstof) in hun samenstelling bevatten. Vervolgens zullen we kijken naar welke veel voorkomen:
- Alle zuurstofhoudende zuren (in de formule waarvan O aanwezig is) vormen water wanneer ze worden afgebroken, en ook anoxische zuren vallen uiteen in eenvoudige stoffen(bijvoorbeeld 2HF ontleedt in F 2 en H 2).
- Oxiderende zuren hebben een wisselwerking met alle metalen in de metaalactiviteitsreeks (alleen met die aan de linkerkant van H).
- Ze interageren met verschillende zouten, maar alleen met die gevormd door een nog zwakker zuur.
door hun eigen fysieke eigenschappen zuren zijn zeer verschillend van elkaar. Ze kunnen tenslotte een geur hebben en deze niet hebben, maar ook in verschillende aggregaattoestanden zijn: vloeibaar, gasvormig en zelfs vast. Vaste zuren zijn erg interessant om te bestuderen. Voorbeelden van dergelijke zuren: C 2 H 2 0 4 en H 3 BO 3.
Concentratie
Concentratie is een hoeveelheid die de kwantitatieve samenstelling van een oplossing bepaalt. Scheikundigen moeten bijvoorbeeld vaak bepalen hoeveel zuiver zwavelzuur er in verdund H2SO4-zuur zit. Om dit te doen, gieten ze een kleine hoeveelheid verdund zuur in een beker, wegen het en bepalen de concentratie aan de hand van een dichtheidsgrafiek. De concentratie van zuren hangt nauw samen met de dichtheid, vaak zijn er rekentaken om de concentratie te bepalen, waarbij je het percentage zuiver zuur in de oplossing moet bepalen.
Classificatie van alle zuren volgens het aantal H-atomen in hun chemische formule
Een van de meest populaire classificaties is de verdeling van alle zuren in monobasische, dibasische en dienovereenkomstig tribasische zuren. Voorbeelden van monobasische zuren: HNO 3 (salpeter), HCl (zoutzuur), HF (fluorwaterstof) en andere. Deze zuren worden monobasisch genoemd, omdat er maar één H-atoom in hun samenstelling aanwezig is.Er zijn veel van dergelijke zuren, het is onmogelijk om ze allemaal te onthouden. U hoeft alleen te onthouden dat zuren ook worden geclassificeerd op basis van het aantal H-atomen in hun samenstelling. Tweebasische zuren worden op dezelfde manier gedefinieerd. Voorbeelden: H 2 SO 4 (zwavelzuur), H 2 S (waterstofsulfide), H 2 CO 3 (kool) en andere. Tribasisch: H 3 PO 4 (fosfor).
Basisclassificatie van zuren
Een van de meest populaire classificaties van zuren is hun indeling in zuurstofhoudende en anoxische zuren. Hoe te onthouden, zonder de chemische formule van een stof te kennen, dat het een zuurstofhoudend zuur is?
Alle anoxische zuren bevatten geen belangrijk element O is zuurstof, maar de samenstelling bevat H. Daarom wordt het woord "waterstof" altijd aan hun naam toegeschreven. HCl is een H2S - waterstofsulfide.
Maar zelfs met de namen van zuurbevattende zuren, kun je een formule schrijven. Als het aantal O-atomen in een stof bijvoorbeeld 4 of 3 is, dan wordt altijd het achtervoegsel -n- aan de naam toegevoegd, evenals de uitgang -aya-:
- H 2 SO 4 - zwavelzuur (aantal atomen - 4);
- H 2 SiO 3 - silicium (aantal atomen - 3).
Als de stof minder dan drie of drie zuurstofatomen heeft, wordt het achtervoegsel -ist- in de naam gebruikt:
- HNO 2 - stikstofhoudend;
- H 2 SO 3 - zwavelhoudend.
Algemene eigenschappen
Alle zuren smaken zuur en vaak licht metaalachtig. Maar er zijn andere vergelijkbare eigenschappen, die we nu zullen bespreken.
Er zijn stoffen die indicatoren worden genoemd. Indicatoren veranderen van kleur, of de kleur blijft, maar de tint verandert. Dit gebeurt wanneer andere stoffen, zoals zuren, op de indicatoren inwerken.
Een voorbeeld van een kleurverandering is een product dat bij velen bekend is als thee, en citroenzuur. Wanneer citroen in thee wordt gegooid, begint de thee geleidelijk merkbaar lichter te worden. Dit komt door het feit dat citroen citroenzuur bevat.
Er zijn ook andere voorbeelden. Lakmoes, die in een neutrale omgeving heeft paarse kleur, bij het toevoegen van zoutzuur wordt rood.
Bij spanningen tot waterstof in de reeks komen gasbellen vrij - H. Als echter een metaal dat in de spanningsreeks zit na H in een reageerbuis met zuur wordt geplaatst, dan zal er geen reactie plaatsvinden, zal er geen gasontwikkeling zijn . Dus koper, zilver, kwik, platina en goud zullen niet reageren met zuren.
In dit artikel hebben we de meest bekende chemische zuren onderzocht, evenals hun belangrijkste eigenschappen en verschillen.
Stoffen die in oplossingen dissociëren om waterstofionen te vormen, worden genoemd.
Zuren worden geclassificeerd op basis van hun sterkte, basiciteit en de aanwezigheid of afwezigheid van zuurstof in de samenstelling van het zuur.
door krachtzuren zijn onderverdeeld in sterk en zwak. De belangrijkste sterke zuren zijn salpeter HNO 3 , zwavelzuur H 2 SO 4 en zoutzuur HCl .
Door de aanwezigheid van zuurstof onderscheid maken tussen zuurstofhoudende zuren ( HNO3, H3PO4 enz.) en anoxische zuren ( HCl, H2S, HCN, enz.).
door basiciteit, d.w.z. volgens het aantal waterstofatomen in een zuurmolecuul dat kan worden vervangen door metaalatomen om een zout te vormen, worden zuren onderverdeeld in monobasisch (bijvoorbeeld HNO 3, HCl), dibasisch (H 2 S, H 2 SO 4), tribasisch (H 3 PO 4 ), enz.
De namen van zuurstofvrije zuren zijn afgeleid van de naam van het niet-metaal met de toevoeging van de uitgang -waterstof: HCl - zoutzuur, H 2 S e - hydroseleenzuur, HCN - blauwzuur.
De namen van zuurstofhoudende zuren worden ook gevormd uit de Russische naam van het overeenkomstige element met de toevoeging van het woord "zuur". Tegelijkertijd eindigt de naam van het zuur waarin het element zich in de hoogste oxidatietoestand bevindt, bijvoorbeeld op "naya" of "ova", H2SO4 - zwavelzuur, HClO 4 - perchloorzuur, H 3 AsO 4 - arseenzuur. Met een afname van de oxidatiegraad van het zuurvormende element, veranderen de uiteinden in de volgende volgorde: "ovaal" ( HClO 3 - chloorzuur), "puur" ( HClO2 - chloorig zuur), "wankel" ( H O Cl - hypochloorzuur). Als het element zuren vormt, in slechts twee oxidatietoestanden, dan krijgt de naam van het zuur dat overeenkomt met de laagste oxidatietoestand van het element de uitgang "puur" ( HNO3 - Salpeterzuur, HNO 2 - salpeterig zuur).
Tabel - De belangrijkste zuren en hun zouten
|
Zuur |
Namen van de overeenkomstige normale zouten |
|
|
Naam |
Formule |
|
|
Stikstof |
HNO3 |
nitraten |
|
stikstofhoudend |
HNO 2 |
nitrieten |
|
Boric (orthoborische) |
H3BO3 |
Boraten (orthoboraten) |
|
waterstofbromide |
Bromiden |
|
|
Hydrojodium |
jodiden |
|
|
Silicium |
H2SiO3 |
silicaten |
|
mangaan |
HMnO 4 |
permanganaten |
|
metafosfor |
HPO 3 |
Metafosfaten |
|
Arseen |
H 3 AsO 4 |
Arsenaten |
|
Arseen |
H 3 AsO 3 |
Arsenieten |
|
orthofosfor |
H3PO4 |
Orthofosfaten (fosfaten) |
|
Difosfor (pyrofosfor) |
H4P2O7 |
Difosfaten (pyrofosfaten) |
|
dichroom |
H2Cr2O7 |
dichromaten |
|
zwavelzuur |
H2SO4 |
sulfaten |
|
zwavelhoudend |
H2SO3 |
sulfieten |
|
Steenkool |
H2CO3 |
Carbonaten |
|
Fosfor |
H3PO3 |
fosfieten |
|
Fluorwaterstof (fluorwaterstof) |
Fluoriden |
|
|
Zoutzuur (zoutzuur) |
chloriden |
|
|
Chloor |
HClO 4 |
perchloraten |
|
Chloor |
HClO 3 |
Chloraten |
|
hypochloorhoudend |
HClO |
Hypochlorieten |
|
Chroom |
H2CrO4 |
chromaten |
|
Waterstofcyanide (Blauwwaterstof) |
cyaniden |
|
Zuren verkrijgen
1. Anoxische zuren kunnen worden verkregen door directe combinatie van niet-metalen met waterstof:
H 2 + Cl 2 → 2HCl,
H 2 + S H 2 S.
2. Zuurstofhoudende zuren kunnen vaak worden verkregen door zuuroxiden direct met water te combineren:
SO 3 + H 2 O \u003d H 2 SO 4,
CO 2 + H 2 O \u003d H 2 CO 3,
P 2 O 5 + H 2 O \u003d 2 HPO 3.
3. Zowel zuurstofvrije als zuurstofhoudende zuren kunnen worden verkregen door uitwisselingsreacties tussen zouten en andere zuren:
BaBr 2 + H 2 SO 4 \u003d BaSO 4 + 2HBr,
CuSO 4 + H 2 S \u003d H 2 SO 4 + CuS,
CaCO 3 + 2HBr \u003d CaBr 2 + CO 2 + H 2 O.
4. In sommige gevallen kunnen redoxreacties worden gebruikt om zuren te verkrijgen:
H 2 O 2 + SO 2 \u003d H 2 SO 4,
3P + 5HNO 3 + 2H 2 O = 3H 3 PO 4 + 5NO.
Chemische eigenschappen van zuren
1. De meest karakteristieke chemische eigenschap van zuren is hun vermogen om te reageren met basen (evenals met basische en amfotere oxiden) om zouten te vormen, bijvoorbeeld:
H 2 SO 4 + 2NaOH \u003d Na 2 SO 4 + 2H 2 O,
2HNO 3 + FeO \u003d Fe (NO 3) 2 + H 2 O,
2 HCl + ZnO \u003d ZnCl 2 + H 2 O.
2. Het vermogen om te interageren met sommige metalen in de reeks spanningen tot waterstof, met het vrijkomen van waterstof:
Zn + 2HCl \u003d ZnCl 2 + H 2,
2Al + 6HCl \u003d 2AlCl 3 + 3H 2.
3. Met zouten, als zich een slecht oplosbaar zout of vluchtige stof vormt:
H 2 SO 4 + BaCl 2 = BaSO 4 ↓ + 2 HCl,
2HCl + Na 2 CO 3 \u003d 2NaCl + H 2 O + CO 2,
2KHCO 3 + H 2 SO 4 \u003d K 2 SO 4 + 2SO 2+ 2H2O.
Merk op dat polybasische zuren in stappen dissociëren en dat het dissociatiegemak in elk van de stappen afneemt, daarom worden voor meerbasische zuren vaak zure zouten gevormd in plaats van medium zouten (in het geval van een overmaat van het reagerende zuur):
Na 2 S + H 3 PO 4 \u003d Na 2 HPO 4 + H 2 S,
NaOH + H3PO4 = NaH2PO4 + H20.
4. Een speciaal geval van zuur-base-interactie is de reactie van zuren met indicatoren, wat leidt tot een kleurverandering, die al lang wordt gebruikt voor de kwalitatieve detectie van zuren in oplossingen. Dus, lakmoes verandert van kleur in een zure omgeving in rood.
5. Zuurstofhoudende zuren vallen bij verhitting uiteen in oxide en water (bij voorkeur in aanwezigheid van een waterafvoerende P2O5):
H 2 SO 4 \u003d H 2 O + SO 3,
H 2 SiO 3 \u003d H 2 O + SiO 2.
MV Andryukhova, L.N. Borodin
7. Zuren. Zout. Verband tussen klassen van anorganische stoffen
7.1. zuren
Zuren zijn elektrolyten, tijdens de dissociatie waarvan alleen waterstofkationen H + worden gevormd als positief geladen ionen (meer precies, hydroniumionen H 3 O +).
Een andere definitie: zuren zijn complexe stoffen bestaande uit een waterstofatoom en zuurresten (tabel 7.1).
Tabel 7.1
Formules en namen van sommige zuren, zuurresten en zouten
| Zure formule | Naam van het zuur | Zuurresidu (anion) | Naam van zouten (medium) |
|---|---|---|---|
| HF | Fluorwaterstof (fluorwaterstof) | F- | Fluoriden |
| HCl | Zoutzuur (zoutzuur) | Cl- | chloriden |
| HBr | waterstofbromide | Br- | Bromiden |
| HOI | hydrojood | L- | jodiden |
| H 2 S | waterstofsulfide | S2− | sulfiden |
| H2SO3 | zwavelhoudend | ZO 3 2 - | sulfieten |
| H2SO4 | zwavelzuur | SO 4 2 - | sulfaten |
| HNO 2 | stikstofhoudend | NEE 2 - | nitrieten |
| HNO3 | Stikstof | NUMMER 3 - | nitraten |
| H2SiO3 | Silicium | SiO 3 2 - | silicaten |
| HPO 3 | metafosfor | PO 3 - | Metafosfaten |
| H3PO4 | orthofosfor | PO 4 3 - | Orthofosfaten (fosfaten) |
| H4P2O7 | Pyrofosfor (twee-fosfor) | P 2 O 7 4 - | Pyrofosfaten (difosfaten) |
| HMnO 4 | mangaan | MnO 4 - | permanganaten |
| H2CrO4 | Chroom | CrO 4 2 - | chromaten |
| H2Cr2O7 | dichroom | Cr 2 O 7 2 - | Dichromaten (bichromaten) |
| H 2 SeO 4 | Selenic | SeO 4 2 | Selenaten |
| H3BO3 | Bornaya | BO 3 3 - | Orthoboraten |
| HClO | hypochloorhoudend | ClO- | Hypochlorieten |
| HClO2 | Chloride | ClO 2 - | Chlorieten |
| HClO 3 | Chloor | ClO 3 - | Chloraten |
| HClO 4 | Chloor | ClO 4 - | perchloraten |
| H2CO3 | Steenkool | CO 3 3 - | Carbonaten |
| CH3COOH | Azijnzuur | CH 3 COO | Acetaten |
| HCOOH | Mierenzuur | HCOO- | formaten |
Bij normale omstandigheden zuren kunnen vaste stoffen (H 3 PO 4 , H 3 BO 3 , H 2 SiO 3 ) en vloeistoffen (HNO 3 , H 2 SO 4 , CH 3 COOH) zijn. Deze zuren kunnen zowel in individuele (100% vorm) als in de vorm van verdunde en geconcentreerde oplossingen voorkomen. Zo zijn H 2 SO 4 , HNO 3 , H 3 PO 4 , CH 3 COOH zowel afzonderlijk als in oplossingen bekend.
Een aantal zuren is alleen in oplossingen bekend. Dit zijn allemaal waterstofhalogeen (HCl, HBr, HI), waterstofsulfide H 2 S, hydrocyanic (hydrocyanic HCN), kool H 2 CO 3, zwavelhoudend H 2 SO 3 zuur, dit zijn oplossingen van gassen in water. Zoutzuur is bijvoorbeeld een mengsel van HCl en H 2 O, steenkool is een mengsel van CO 2 en H 2 O. Het is duidelijk dat het gebruik van de uitdrukking "zoutzuuroplossing" verkeerd is.
De meeste zuren zijn oplosbaar in water, kiezelzuur H2SiO3 is onoplosbaar. De overgrote meerderheid van zuren heeft een moleculaire structuur. Voorbeelden van structuurformules van zuren:
In de meeste zuurstofhoudende zuurmoleculen zijn alle waterstofatomen gebonden aan zuurstof. Maar er zijn uitzonderingen:
Zuren zijn ingedeeld naar een aantal kenmerken (tabel 7.2).
Tabel 7.2
Zuurclassificatie
| classificatie teken | Zuur type: | Voorbeelden |
|---|---|---|
| Het aantal waterstofionen gevormd tijdens de volledige dissociatie van een zuurmolecuul | Monobasis | HCl, HNO 3 , CH 3 COOH |
| dibasisch | H 2 SO 4 , H 2 S, H 2 CO 3 | |
| Tribasisch | H 3 PO 4 , H 3 AsO 4 | |
| De aanwezigheid of afwezigheid van een zuurstofatoom in het molecuul | Zuurstofhoudend (zuurhydroxiden, oxozuren) | HNO 2 , H 2 SiO 3 , H 2 SO 4 |
| anoxisch | HF, H2S, HCN | |
| Mate van dissociatie (sterkte) | Sterk (volledig dissociëren, sterke elektrolyten) | HCl, HBr, HI, H 2 SO 4 (diff), HNO 3 , HClO 3 , HClO 4 , HMnO 4 , H 2 Cr 2 O 7 |
| Zwak (gedeeltelijk dissociëren, zwakke elektrolyten) | HF, HNO 2 , H 2 SO 3 , HCOOH, CH 3 COOH, H 2 SiO 3 , H 2 S, HCN, H 3 PO 4 , H 3 PO 3 , HClO, HClO 2 , H 2 CO 3 , H 3 BO 3, H 2 SO 4 (conc) | |
| Oxiderende eigenschappen: | Oxidatiemiddelen door H + -ionen (voorwaardelijk niet-oxiderende zuren) | HCl, HBr, HI, HF, H 2 SO 4 (diff), H 3 PO 4 , CH 3 COOH |
| Oxidatiemiddelen door het anion (oxiderende zuren) | HNO 3, HMnO 4, H 2 SO 4 (conc), H 2 Cr 2 O 7 | |
| Anion-reducerende middelen | HCl, HBr, HI, H2S (maar niet HF) | |
| Thermische stabiliteit | Bestaat alleen in oplossingen | H 2 CO 3 , H 2 SO 3 , HClO, HClO 2 |
| Gemakkelijk ontleed bij verhitting | H 2 SO 3 , HNO 3 , H 2 SiO 3 | |
| Thermisch stabiel | H 2 SO 4 (conc), H 3 PO 4 |
alle voorkomende Chemische eigenschappen zuren zijn te wijten aan de aanwezigheid in hun waterige oplossingen van een overmaat waterstofkationen H + (H 3 O +).
1. Door een overmaat aan H + -ionen veranderen waterige oplossingen van zuren de kleur van violet en methyloranje lakmoes in rood (fenolftaleïne verandert niet van kleur, blijft kleurloos). In een waterige oplossing van zwak koolzuur is de lakmoes niet rood, maar roze; een oplossing boven een neerslag van zeer zwak kiezelzuur verandert de kleur van de indicatoren helemaal niet.
2. Zuren interageren met basische oxiden, basen en amfotere hydroxiden, ammoniakhydraat (zie hoofdstuk 6).
Voorbeeld 7.1. Om de transformatie BaO → BaSO 4 uit te voeren, kun je gebruiken: a) SO 2; b) H2S04; c) Na2S04; d) SO3.
Oplossing. De transformatie kan worden uitgevoerd met H 2 SO 4:
BaO + H 2 SO 4 \u003d BaSO 4 ↓ + H 2 O
BaO + SO 3 = BaSO 4
Na 2 SO 4 reageert niet met BaO, en bij de reactie van BaO met SO 2 wordt bariumsulfiet gevormd:
BaO + SO 2 = BaSO 3
Antwoord: 3).
3. Zuren reageren met ammoniak en zijn waterige oplossingen om ammoniumzouten te vormen:
HCl + NH 3 \u003d NH 4 Cl - ammoniumchloride;
H 2 SO 4 + 2NH 3 = (NH 4) 2 SO 4 - ammoniumsulfaat.
4. Niet-oxiderende zuren met de vorming van een zout en het vrijkomen van waterstof reageren met metalen die zich in de rij van activiteit bevinden tot waterstof:
H 2 SO 4 (diff) + Fe = FeSO 4 + H 2
2HCl + Zn \u003d ZnCl 2 \u003d H 2
De interactie van oxiderende zuren (HNO 3 , H 2 SO 4 (conc)) met metalen is zeer specifiek en wordt beschouwd in de studie van de chemie van elementen en hun verbindingen.
5. Zuren interageren met zouten. De reactie heeft een aantal kenmerken:
a) in de meeste gevallen, bij interactie van meer dan sterk zuur met een zout van een zwakker zuur wordt een zout van een zwak zuur gevormd, en het zwakke zuur, of, zoals ze zeggen, het sterkere zuur verdringt het zwakkere. De reeks van afnemende sterkte van zuren ziet er als volgt uit:
Voorbeelden van lopende reacties:
2HCl + Na 2 CO 3 \u003d 2NaCl + H 2 O + CO 2
H 2 CO 3 + Na 2 SiO 3 = Na 2 CO 3 + H 2 SiO 3 ↓
2CH 3 COOH + K 2 CO 3 \u003d 2CH 3 KOOK + H 2 O + CO 2
3H 2 SO 4 + 2K 3 PO 4 = 3K 2 SO 4 + 2H 3 PO 4
Geen interactie met elkaar, bijvoorbeeld KCl en H 2 SO 4 (diff), NaNO 3 en H 2 SO 4 (diff), K 2 SO 4 en HCl (HNO 3, HBr, HI), K 3 PO 4 en H2C03, CH3COOK en H2C03;
b) in sommige gevallen verdringt een zwakker zuur een sterker zuur van het zout:
CuSO 4 + H 2 S \u003d CuS ↓ + H 2 SO 4
3AgNO 3 (razb) + H 3 PO 4 = Ag 3 PO 4 ↓ + 3HNO 3.
Dergelijke reacties zijn mogelijk wanneer de precipitaten van de resulterende zouten niet oplossen in de resulterende verdunde sterke zuren (H 2 SO 4 en HNO 3);
c) bij de vorming van in sterke zuren onoplosbare neerslagen is een reactie mogelijk tussen een sterk zuur en een door een ander sterk zuur gevormd zout:
BaCl 2 + H 2 SO 4 \u003d BaSO 4 ↓ + 2HCl
Ba(NO 3) 2 + H 2 SO 4 = BaSO 4 ↓ + 2HNO 3
AgNO 3 + HCl = AgCl↓ + HNO 3
Voorbeeld 7.2. Geef de reeks aan waarin de formules van stoffen die reageren met H 2 SO 4 zijn gegeven (diff).
1) Zn, A1203, KC1 (p-p); 3) NaN03 (p-p), Na2S, NaF, 2) Cu (OH) 2, K2C03, Ag; 4) Na 2 SO 3, Mg, Zn (OH) 2.
Oplossing. Alle stoffen van serie 4 interageren met H 2 SO 4 (razb):
Na 2 SO 3 + H 2 SO 4 \u003d Na 2 SO 4 + H 2 O + SO 2
Mg + H 2 SO 4 \u003d MgSO 4 + H 2
Zn(OH) 2 + H 2 SO 4 = ZnSO 4 + 2H 2 O
In rij 1) is de reactie met KCl (p-p) niet mogelijk, in rij 2) - met Ag, in rij 3) - met NaNO 3 (p-p).
Antwoord: 4).
6. Geconcentreerd zwavelzuur gedraagt zich heel specifiek bij reacties met zouten. Het is een niet-vluchtig en thermisch stabiel zuur, daarom verdringt het alle sterke zuren van vaste (!) zouten, omdat ze vluchtiger zijn dan H 2 SO 4 (conc):
KCl (tv) + H 2 SO 4 (conc) KHSO 4 + HCl
2KCl (tv) + H 2 SO 4 (conc) K 2 SO 4 + 2HCl
Zouten gevormd door sterke zuren (HBr, HI, HCl, HNO 3, HClO 4) reageren alleen met geconcentreerd zwavelzuur en alleen in vaste toestand
Voorbeeld 7.3. Geconcentreerd zwavelzuur reageert, in tegenstelling tot verdund zwavelzuur:
3) KNO3 (TV);
Oplossing. Beide zuren reageren met KF, Na 2 CO 3 en Na 3 PO 4, en alleen H 2 SO 4 (conc) reageert met KNO 3 (tv).
Antwoord: 3).
Methoden voor het verkrijgen van zuren zijn zeer divers.
anoxische zuren te ontvangen:
- door de overeenkomstige gassen in water op te lossen:
HCl (g) + H20 (g) → HCl (pp)
H 2 S (g) + H 2 O (g) → H 2 S (oplossing)
- uit zouten door verdringing door sterkere of minder vluchtige zuren:
FeS + 2HCl \u003d FeCl 2 + H 2 S
KCl (tv) + H 2 SO 4 (conc) = KHSO 4 + HCl
Na 2 SO 3 + H 2 SO 4 Na 2 SO 4 + H 2 SO 3
zuurstofrijke zuren te ontvangen:
- ontbinding van de respectievelijke zuuroxiden in water, terwijl de oxidatietoestand van het zuurvormende element in het oxide en zuur hetzelfde blijft (behalve voor NO 2):
N 2 O 5 + H 2 O \u003d 2HNO 3
SO 3 + H 2 O \u003d H 2 SO 4
P 2 O 5 + 3H 2 O 2H 3 PO 4
- oxidatie van niet-metalen met oxiderende zuren:
S + 6HNO 3 (conc) = H 2 SO 4 + 6NO 2 + 2H 2 O
- door een sterk zuur te verdringen uit een zout van een ander sterk zuur (als zich een neerslag vormt dat onoplosbaar is in de resulterende zuren):
Ba (NO 3) 2 + H 2 SO 4 (razb) \u003d BaSO 4 ↓ + 2HNO 3
AgNO 3 + HCl = AgCl↓ + HNO 3
- verdringing van een vluchtig zuur uit zijn zouten door een minder vluchtig zuur.
Voor dit doel wordt meestal niet-vluchtig thermisch stabiel geconcentreerd zwavelzuur gebruikt:
NaNO 3 (tv) + H 2 SO 4 (conc) NaHSO 4 + HNO 3
KClO 4 (tv) + H 2 SO 4 (conc) KHSO 4 + HClO 4
- door een zwakker zuur uit zijn zouten te vervangen door een sterker zuur:
Ca 3 (PO 4) 2 + 3H 2 SO 4 = 3CaSO 4 ↓ + 2H 3 PO 4
NaNO 2 + HCl = NaCl + HNO 2
K 2 SiO 3 + 2HBr = 2KBr + H 2 SiO 3 ↓
zuren- elektrolyten, tijdens de dissociatie waarvan alleen H + -ionen worden gevormd uit positieve ionen:
HNO 3 ↔ H + + NEE 3 -;
CH 3 COOH ↔ H + +CH 3 COO -.
Alle zuren zijn ingedeeld in anorganisch en organisch (carbonzuur), die ook hun eigen (interne) classificaties hebben.
Onder normale omstandigheden bestaat een aanzienlijke hoeveelheid anorganische zuren in vloeibare toestand, sommige in vaste toestand (H 3 PO 4, H 3 BO 3).
Organische zuren met maximaal 3 koolstofatomen zijn gemakkelijk mobiele, kleurloze vloeistoffen met een kenmerkende scherpe geur; zuren met 4-9 koolstofatomen - olieachtige vloeistoffen met slechte geur, en zuren met een groot aantal koolstofatomen zijn vaste stoffen die onoplosbaar zijn in water.
Chemische formules van zuren
Overweeg de chemische formules van zuren met behulp van het voorbeeld van verschillende vertegenwoordigers (zowel anorganisch als organisch): zoutzuur -HCl, zwavelzuur - H 2 SO 4, fosforzuur - H 3 PO 4, azijnzuur - CH 3 COOH en benzoëzuur - C6H5COOH. De chemische formule toont de kwalitatieve en kwantitatieve samenstelling van het molecuul (hoeveel en welke atomen zijn opgenomen in een bepaalde verbinding) Met behulp van de chemische formule kunt u het molecuulgewicht van zuren berekenen (Ar (H) \u003d 1 amu, Ar ( Cl) \u003d 35.5 uur) m.u., Ar(P) = 31 uur, Ar(O) = 16 uur, Ar(S) = 32 uur, Ar(C) = 12 uur):
Mr(HCl) = Ar(H) + Ar(Cl);
Mr(HCl) = 1 + 35,5 = 36,5.
Mr(H 2SO 4) = 2×Ar(H) + Ar(S) + 4×Ar(O);
Mr(H 2 SO 4) \u003d 2 × 1 + 32 + 4 × 16 \u003d 2 + 32 + 64 \u003d 98.
Mr(H 3PO 4) = 3×Ar(H) + Ar(P) + 4×Ar(O);
Mr(H 3 PO 4) \u003d 3 × 1 + 31 + 4 × 16 \u003d 3 + 31 + 64 \u003d 98.
Mr(CH3COOH) = 3×Ar(C) + 4×Ar(H) + 2×Ar(O);
Mr(CH 3 COOH) = 3x12 + 4x1 + 2x16 = 36 + 4 + 32 = 72.
Mr(C6H5COOH) = 7×Ar(C) + 6×Ar(H) + 2×Ar(O);
Mr(C 6 H 5 COOH) = 7x12 + 6x1 + 2x16 = 84 + 6 + 32 = 122.
Structurele (grafische) formules van zuren
De structurele (grafische) formule van een stof is meer visueel. Het laat zien hoe atomen binnen een molecuul met elkaar zijn verbonden. Laten we de structuurformules van elk van de bovenstaande verbindingen aangeven:
Rijst. een. Structurele Formule zoutzuur.
Rijst. 2. Structuurformule van zwavelzuur.
Rijst. 3. Structuurformule van fosforzuur.
Rijst. 4. Structuurformule van azijnzuur.
Rijst. 5. Structuurformule van benzoëzuur.
Ionische formules
Alle anorganische zuren zijn elektrolyten, d.w.z. in staat om in een waterige oplossing te dissociëren in ionen:
HC1 H + + Cl-;
H 2 SO 4 ↔ 2H + + SO 4 2-;
H 3 PO 4 ↔ 3H + + PO 4 3-.
Voorbeelden van probleemoplossing
VOORBEELD 1
| Oefening | Bij de volledige verbranding van 6 g organische stof werd 8,8 g koolmonoxide (IV) en 3,6 g water gevormd. Bepaal de molecuulformule van de verbrande stof als bekend is dat de molmassa 180 g/mol is. |
| Oplossing | Laten we een schema maken van de verbrandingsreactie organische verbinding aanduiding van het aantal koolstof-, waterstof- en zuurstofatomen als "x", "y" en "z", respectievelijk: C x H y O z + O z → CO 2 + H 2 O. Laten we de massa's bepalen van de elementen waaruit deze substantie bestaat. De waarden van relatieve atoommassa's uit het periodiek systeem van D.I. Mendelejev, naar boven afgerond op gehele getallen: Ar(C) = 12 uur, Ar(H) = 1 uur, Ar(O) = 16 uur. m(C) = n(C)×M(C) = n(CO 2)×M(C) = ×M(C); m(H) = n(H)×M(H) = 2×n(H20)×M(H) = ×M(H); Bereken de molmassa's van kooldioxide en water. Zoals bekend is de molaire massa van een molecuul gelijk aan de som van de relatieve atoommassa's van de atomen waaruit het molecuul bestaat (M = Mr): M(CO 2) \u003d Ar (C) + 2 × Ar (O) \u003d 12+ 2 × 16 \u003d 12 + 32 \u003d 44 g / mol; M(H 2 O) \u003d 2 × Ar (H) + Ar (O) \u003d 2 × 1 + 16 \u003d 2 + 16 \u003d 18 g / mol. m(C)=×12=2,4 g; m (H) \u003d 2 × 3,6 / 18 × 1 \u003d 0,4 g. m(O) \u003d m (C x H y O z) - m (C) - m (H) \u003d 6 - 2,4 - 0,4 \u003d 3,2 g. Laten we de chemische formule van de verbinding definiëren: x:y:z = m(C)/Ar(C): m(H)/Ar(H): m(O)/Ar(O); x:y:z= 2,4/12:0,4/1:3,2/16; x:y:z= 0,2: 0,4: 0,2 = 1: 2: 1. Dus de eenvoudigste formule van de verbinding CH 2 O en molaire massa 30g/mol. Om de ware formule van een organische verbinding te vinden, vinden we de verhouding van de ware en verkregen molmassa's: M-stof / M (CH 2 O) \u003d 180 / 30 \u003d 6. Dit betekent dat de indices van koolstof-, waterstof- en zuurstofatomen 6 keer hoger moeten zijn, d.w.z. de formule van de stof ziet eruit als C 6 H 12 O 6. Is het glucose of fructose. |
| Antwoorden | C6H12O6 |
VOORBEELD 2
| Oefening | Leid de eenvoudigste formule af van een verbinding waarin de massafractie van fosfor 43,66% is en de massafractie van zuurstof 56,34%. |
| Oplossing | massafractie element X in een molecuul met samenstelling HX wordt berekend met de volgende formule: ω (X) = n × Ar (X) / M (HX) × 100%. Laten we het aantal fosforatomen in het molecuul aanduiden als "x", en het aantal zuurstofatomen als "y" Laten we de overeenkomstige relatieve atoommassa's van de elementen fosfor en zuurstof vinden (de waarden van de relatieve atoommassa's uit het periodiek systeem van D.I. Mendelejev worden naar boven afgerond op hele getallen). Ar(P) = 31; Ar(O) = 16. We delen het percentage elementen door de overeenkomstige relatieve atoommassa's. We zullen dus de relatie vinden tussen het aantal atomen in het molecuul van de verbinding: x:y = (P)/Ar(P) : (O)/Ar(O); x:y = 43,66/31: 56,34/16; x:y: = 1,4: 3,5 = 1: 2,5 = 2: 5. Dit betekent dat de eenvoudigste formule voor de combinatie van fosfor en zuurstof de vorm P 2 O 5 heeft. Het is fosfor(V)oxide. |
| Antwoorden | P2O5 |
