Най-слабата киселина е. Примери за силни и слаби киселини и основи. C – H - киселини

Киселините (неорганични, минерални) са сложни съединения, състоящи се от водороден катион (H +) и анион на киселинен остатък (SO 3 2-, SO 4 2-, NO 3 - и др.).

Киселините са получили това име с причина. Повечето от тях имат кисел вкус. Всеки от вас е запознат с някои от тях. Това е например оцетната киселина, която се намира във всеки дом, аскорбиновата киселина (известна още като витамин С), лимонената киселина и др. Но не трябва да опитвате всички киселини. Киселините са много разяждащи вещества.Дори познатата и добре позната аскорбинова киселина във високи концентрации ще бъде вредна за нашето тяло. А от по-силните киселини - сярна, солна и дори оцетна - можете да получите много тежки изгаряния, дори смърт. Ето защо, когато работите с киселини, трябва да бъдете внимателни и да спазвате мерките за безопасност!!!

Таблица с имената на някои киселини и техните соли

Име на киселината	Формула	Името на солта
Сярна	H2SO4	Сулфат
сяра	H2SO3	Сулфит
Водороден сулфид	H2S	Сулфид
Солен (солен)	НС1	Хлорид
Хидрофлуорен (флуорен)	HF	Флуор
Бромоводородна	HBr	бромид
Хидройодни	здрасти	Йодид
Азот	HNO3	Нитрат
Азотни	HNO2	Нитрити
Ортофосфорен	H3PO4	Фосфат
Въглища	H2CO3	Карбонат
Силиций	H2SiO3	силикат
Оцет	CH3COOH	Ацетат

Класификация на киселините

Концепцията за „едноосновна киселина“ възниква поради факта, че за неутрализиране на една молекула от едноосновна киселина се нуждаем от една молекула за двуосновна киселина - съответно две молекули и т.н.

По отношение на стабилността
Стабилен (H 2 SO 4)	Нестабилен (H 2 CO 3)

Свойства на киселините

Промени в цвета на индикаторите в кисела среда

Химични свойства на киселините

• Взаимодействието с метали (в сериите на активност, които са преди водорода) става с отделянето на водороден газ и образуването на соли:

з 2 ТАКА 4 + 2Na → Na 2 ТАКА 4 +З 2

Металите в серията активност след водорода не реагират с киселина (с изключение на концентрирана сярна киселина).

Азотната и концентрираната сярна киселина проявяват окислителни свойства и реакционните продукти ще зависят от концентрацията, температурата и природата на редуциращия агент.

• Те взаимодействат с основни и амфотерни метали, за да образуват соли и вода:

з 2 ТАКА 4 + MgO → MgSO 4 +З 2 О

• C, с образуване на соли и вода (т.нар. реакция на неутрализация):

з 2 ТАКА 4 + 2NaOH → Na 2 ТАКА 4 +З 2 О

• Киселините могат да реагират със соли, ако реакцията води до образуване на неразтворима сол или отделяне на газ:

з 2 ТАКА 4 +К 2 CO 3 → К 2 ТАКА 4 +З 2 O+CO 2

• Силните киселини могат да изместят по-слабите киселини от солите:

3H 2 ТАКА 4 +2K 3 П.О. 4 → 3K 2 ТАКА 4 +З 3 П.О. 4

Получаване на киселини

• Взаимодействие на киселина с вода:

з 2 O+SO 3 →З 2 ТАКА 4

• Взаимодействие на водород и неметал:

з 2 + Кл 2 → 2HCl

• Изместване на слаба киселина от сол с по-силна киселина:

3H 2 ТАКА 4 +2K 3 П.О. 4 → 3K 2 ТАКА 4 +З 3 П.О. 4

Приложение на киселини

В момента минералните и органичните киселини намират много приложения.

Сярна киселина (H 2 SO 4), намира широко приложение в химическата технология, за производството на бои и лакове, производството на минерални торове, в хранително-вкусовата промишленост (хранителна добавка E513), като електролит при производството на батерии.

Разтвор на калиев дихромат в сярна киселина () се използва в лаборатории за измиване на химически стъклени съдове. Като силен окислител, той ви позволява да измиете съдовете от следи от замърсяване с органични вещества. Също така хромната смес се използва в органичния синтез.

Борна киселина (H 3 BO 3)използва се в медицината като антисептик, като поток при запояване на метали, като борсъдържащ тор, в домакинството се използва като средство за хлебарки.

Широко известен в домашна употребапри печене оцетИ лимонкиселини. Използват се и в бита за премахване на котлен камък.

Познат на всички от детството аскорбинова киселина, по-известен като витамин Ц, използвани при лечение на настинки.

Азотна киселина (HNO3)използва се в производството на експлозиви, в производството на минерални азотсъдържащи торове (амониева селитра, калиев нитрат), в производството на лекарства (нитроглицерин).

Знаеше ли?

Киселинно-базовите индикатори са вещества, които променят цвета си при промяна на киселинността на средата. Фенолфталеинът променя цвета си от безцветен до червено-виолетов и пурпурен в алкална среда, но в концентрирана основа отново става безцветен. И в концентрирана сярна киселина придобива розов цвят. Индикаторите се използват за определяне на киселинността или алкалността на разтвора. Но фенолфталеинът се използва успешно и в медицината като добро слабително средство - познаваме го под името пурген.

Основи (хидроксиди)– сложни вещества, чиито молекули съдържат една или повече хидрокси ОН групи. Най-често базите се състоят от метален атом и ОН група. Например, NaOH е натриев хидроксид, Ca(OH) 2 е калциев хидроксид и т.н.

Има основа - амониев хидроксид, в който хидрокси групата е прикрепена не към метала, а към NH4 + йона (амониев катион). Амониевият хидроксид се образува, когато амонякът се разтвори във вода (реакцията на добавяне на вода към амоняка):

NH3 + H2O = NH4OH (амониев хидроксид).

Валентността на хидроксилната група е 1. Броят на хидроксилните групи в основната молекула зависи от валентността на метала и е равен на нея. Например NaOH, LiOH, Al (OH) 3, Ca (OH) 2, Fe (OH) 3 и др.

Всички причини -твърди вещества, които имат различни цветове. Някои основи са силно разтворими във вода (NaOH, KOH и др.). Повечето от тях обаче не са разтворими във вода.

Разтворимите във вода основи се наричат ​​алкали.Алкалните разтвори са „сапунени“, хлъзгави на допир и доста разяждащи. Алкалите включват хидроксиди на алкални и алкалоземни метали (KOH, LiOH, RbOH, NaOH, CsOH, Ca (OH) 2, Sr (OH) 2, Ba (OH) 2 и др.). Останалите са неразтворими.

Неразтворими основи- това са амфотерни хидроксиди, които действат като основи при взаимодействие с киселини и се държат като киселини с алкали.

Различните бази имат различни способности да отстраняват хидрокси групите, така че те се разделят на силни и слаби основи.

Силните основи във водни разтвори лесно се отказват от своите хидрокси групи, но слабите основи не го правят.

Химични свойства на основите

Химичните свойства на основите се характеризират с връзката им с киселини, киселинни анхидриди и соли.

1. Действайте по индикатори. Индикаторите променят цвета си в зависимост от взаимодействието с различни химикали. В неутралните разтвори те имат един цвят, в киселинните разтвори имат друг цвят. Когато взаимодействат с основите, те променят цвета си: индикаторът на метилоранж се завърта жълто, лакмусов индикатор - в Син цвят, а фенолфталеинът става фуксия.

2. Взаимодействат с киселинни оксиди собразуване на сол и вода:

2NaOH + SiO 2 → Na 2 SiO 3 + H 2 O.

3. Реагират с киселини,образувайки сол и вода. Реакцията на основа с киселина се нарича реакция на неутрализация, тъй като след нейното завършване средата става неутрална:

2KOH + H 2 SO 4 → K 2 SO 4 + 2H 2 O.

4. Реагира със солиобразуване на нова сол и основа:

2NaOH + CuSO 4 → Cu(OH) 2 + Na 2 SO 4.

5. При нагряване те могат да се разложат на вода и основния оксид:

Cu(OH) 2 = CuO + H 2 O.

Все още имате въпроси? Искате ли да научите повече за фон дьо тените?
За да получите помощ от преподавател, регистрирайте се.
Първият урок е безплатен!

уебсайт, при пълно или частично копиране на материал се изисква връзка към източника.

Всички киселини, техните свойства и основи са разделени на силни и слаби. Но не смейте да бъркате понятия като „силна киселина“ или „силна основа“ с тяхната концентрация. Например, не можете да направите концентриран разтвор на слаба киселина или разреден разтвор на силна основа. Например солната киселина, когато се разтвори във вода, дава на всяка от двете водни молекули един от своите протони.

Когато протича химическа реакция в хидрониевия йон, водородният йон се свързва много здраво с водната молекула. Самата реакция ще продължи, докато нейните реагенти бъдат напълно изчерпани. Нашата вода в този случай играе ролята на основа, тъй като получава протон от солна киселина. Киселините, които се дисоциират напълно във водни разтвори, се наричат ​​силни.

Когато знаем началната концентрация на силна киселина, тогава в този случай не е трудно да се изчисли концентрацията на хидрониеви йони и хлоридни йони в разтвора. Например, ако вземете и разтворите 0,2 mol газообразна солна киселина в 1 литър вода, концентрацията на йони след дисоциация ще бъде точно същата.

Примери за силни киселини:

1) HCl - солна киселина;
2) HBr - бромоводород;
3) HI—йодоводород;
4) HNO3 - азотна киселина;
5) HClO4 - перхлорна киселина;
6) H2SO4 е сярна киселина.

Всички известни киселини (с изключение на сярната киселина) са представени в списъка по-горе и са монопротични, тъй като техните атоми даряват по един протон; Молекулите на сярната киселина могат лесно да отдадат два от своите протони, поради което сярната киселина е дипротична.

Силните основи включват електролити; те напълно се дисоциират във водни разтвори, за да образуват хидроксиден йон.

Подобно на киселините, изчисляването на концентрацията на хидроксидния йон е много лесно, ако знаете първоначалната концентрация на разтвора. Например, разтвор на NaOH с концентрация 2 mol/L се дисоциира в същата концентрация йони.

Слаби киселини. Основи и свойства

Що се отнася до слабите киселини, те не се дисоциират напълно, тоест частично. Много е лесно да се разграничат силни и слаби киселини: ако референтната таблица до името на киселината показва нейната константа, тогава тази киселина е слаба; ако константата не е дадена, тогава тази киселина е силна.

Слабите основи също реагират добре с вода, за да образуват равновесна система. Слабите киселини също се характеризират с тяхната константа на дисоциация K.

12.4. Сила на киселини и основи

Посоката на изместване на киселинно-алкалното равновесие се определя от следното правило:
Киселинно-базовите равновесия са отклонени към по-слабата киселина и по-слабата основа.

Една киселина е толкова по-силна, колкото по-лесно отдава протон, а основата е толкова по-силна, колкото по-лесно приема протон и го задържа по-здраво. Молекула (или йон) на слаба киселина не е склонна да отдаде протон, а молекула (или йон) на слаба основа не е склонна да го приеме, това обяснява изместването на равновесието в тяхната посока. Силата на киселините, както и силата на основите, могат да се сравняват само в един и същ разтворител
Тъй като киселините могат да реагират с различни основи, съответните равновесия ще бъдат изместени в една или друга посока в различна степен. Следователно, за да сравним силата на различните киселини, ние определяме колко лесно тези киселини даряват протони на молекулите на разтворителя. Силата на основата се определя по същия начин.

Вече знаете, че молекулата на водата (разтворителя) може както да приеме, така и да отдаде протон, тоест проявява както свойствата на киселина, така и свойствата на основа. Следователно и киселините, и основите могат да се сравняват една с друга по сила във водни разтвори. В същия разтворител силата на киселината зависи до голяма степен от енергията на разкъсване връзки A-N, а силата на основата зависи от енергията на образуваната B-H връзка.
За да характеризирате количествено силата на киселина във водни разтвори, можете да използвате константата на киселинно-алкалното равновесие на обратимата реакция на дадена киселина с вода:
НА + Н 2 О А + Н 3 О.

За да характеризирате силата на киселина в разредени разтвори, в които концентрацията на вода е почти постоянна, използвайте киселинна константа:

,

Където К до(HA) = K c·.

По напълно подобен начин, за да характеризирате количествено силата на основа, можете да използвате константата на киселинно-алкалното равновесие на обратимата реакция на дадена основа с вода:

A + H 2 O HA + OH,

и в разредени разтвори - константа на основност

, Където К o (HA) = К° С ·.

На практика, за да се оцени силата на основа, се използва константата на киселинността на киселината, получена от дадена основа (т.нар. " конюгат"киселина), тъй като тези константи са свързани с проста връзка

K o (A) = ДА СЕ(H 2 O)/ К к(НА).

С други думи, Колкото по-слаба е спрегнатата киселина, толкова по-силна е основата. И обратно, колкото по-силна е киселината, толкова по-слаба е спрегнатата основа .

Константите на киселинност и основност обикновено се определят експериментално. Стойностите на константите на киселинността на различните киселини са дадени в Приложение 13, а стойностите на константите на основност на основите са дадени в Приложение 14.
За да се оцени каква част от молекулите на киселина или основа в състояние на равновесие е претърпяла реакция с вода, се използва стойност, подобна (и хомогенна) на молната фракция и се нарича степен на протолиза(). За киселина NA

.

Тук стойността с индекс “pr” (в числителя) характеризира реагиралата част от киселинните молекули NA, а стойността с индекс “out” (в знаменателя) характеризира първоначалната част от киселината.
Според уравнението на реакцията

n pr (HA) = н(H3O) = н(А) ° С pr(HA) = ° С(H3O) = ° С(A);
==а · Със ref(NA);
= (1 – а) · Съспрепратка (NA).

Като заместим тези изрази в уравнението на константата на киселинността, получаваме

По този начин, знаейки константата на киселинността и общата концентрация на киселината, е възможно да се определи степента на протолиза на тази киселина в даден разтвор. По същия начин, основната константа на основност може да бъде изразена чрез степента на протолиза, следователно в обща форма

Това уравнение е математически израз Закон за разреждане на Оствалд. Ако разтворите са разредени, т.е. първоначалната концентрация не надвишава 0,01 mol/l, тогава може да се използва приблизителното съотношение

К= 2 · ° Среф.

За груба оценка на степента на протолиза, това уравнение може да се използва и при концентрации до 0,1 mol/l.
Киселинно-алкалните реакции са обратими процеси, но не винаги. Нека разгледаме поведението на молекулите на хлороводорода и флуороводорода във вода:

Молекулата на хлороводорода предава протон на водна молекула и се превръща в хлориден йон. Следователно, във водата, хлороводородът се проявява свойства на киселина, а самата вода - свойства на основа. Същото се случва с молекулата на флуороводорода и следователно флуороводородът също проявява свойствата на киселина. Следователно, воден разтвор на хлороводород се нарича солна (или хлороводородна) киселина, а воден разтвор на флуороводород се нарича флуороводородна (или флуороводородна) киселина. Но има съществена разлика между тези киселини: солната киселина реагира с излишната вода необратимо (напълно), а флуороводородната киселина реагира обратимо и леко. Следователно молекулата на хлороводорода лесно отдава протон на водна молекула, но молекулата на флуороводород прави това трудно. Следователно солната киселина се класифицира като силни киселини, а флуоресцентни – до слаб.

Силни киселини: HCl, HBr, HI, HClO 4, HClO 3, H 2 SO 4, H 2 SeO 4, HNO 3 и някои други.
Сега нека насочим вниманието си към дясната страна на уравненията за реакциите на хлороводород и флуороводород с вода. Флуорният йон може да приеме протон (като го отстрани от оксониевия йон) и да се превърне в молекула на флуороводород, но хлоридният йон не може. Следователно флуоридният йон проявява свойствата на основа, докато хлоридният йон не проявява такива свойства (но само в разредени разтвори).
Като киселини има силенИ слаби основания.

Силните основни вещества включват всички силно разтворими йонни хидроксиди (наричани още " алкали"), тъй като когато се разтворят във вода, хидроксидните йони напълно преминават в разтвор.

Слабите основи включват NH3 ( К О= 1,74·10 –5) и някои други вещества. Те също така включват практически неразтворими хидроксиди на елементи, които образуват метали ("метални хидроксиди"), защото когато тези вещества взаимодействат с вода, само незначително количество хидроксидни йони преминават в разтвор.
Слаби основни частици (наричат ​​се още " анионни основи"): F, NO 2, SO 3 2, S 2, CO 3 2, PO 4 3 и други аниони, образувани от слаби киселини.
Анионите Cl, Br, I, HSO 4, NO 3 и други аниони, образувани от силни киселини, нямат основни свойства
Катионите Li, Na, K, Ca 2, Ba 2 и други катиони, които са част от силни основи, нямат киселинни свойства.

В допълнение към киселинните и базичните частици има и частици, които проявяват както киселинни, така и основни свойства. Вече знаете такива свойства на водната молекула. Освен вода, това са хидросулфитен йон, хидросулфиден йон и други подобни йони. Например, HSO 3 проявява свойствата на киселина
HSO 3 + H 2 O SO 3 + H 3 O и основни свойства
HSO 3 + H 2 O H 2 SO 3 + OH.

Такива частици се наричат амфолити.

Повечето амфолитни частици са молекули на слаби киселини, които са загубили някои протони (HS, HSO 3, HCO 3, H 2 PO 4, HPO 4 2 и някои други). Анионът HSO 4 не проявява основни свойства и е доста силна киселина ( ДА СЕК = 1,12. 10–2), и следователно не принадлежи към амфолити. Солите, съдържащи такива аниони, се наричат киселинни соли.

Примери за киселинни соли и техните имена:

Както вероятно сте забелязали, киселинно-основните и редокс реакциите имат много общи неща. Диаграмата, показана на фигура 12.3, ще ви помогне да проследите общите характеристики и да намерите разликите между тези типове реакции.

Киселинна сила, якост на основата, константа на киселинност, константа на основата, конюгирана киселина, конюгирана основа, степен на протолиза, закон на разреждането на Осталд, силна киселина, слаба киселина, силна основа, слаба основа, алкали, основа на Нионе, амфолити, киселинни соли
1. Коя киселина е по-склонна да отдаде протон във воден разтвор: а) азотна или азотна, б) сярна или сярна, в) сярна или солна, г) сероводород или сярна? Запишете уравненията на реакцията. В случай на обратими реакции, запишете израза за киселинните константи.
2. Сравнете енергията на атомизация на HF и HCl молекулите. Тези данни съответстват ли на силата на флуороводородна и солна киселина?
3. Коя частица е по-силна киселина: а) молекула на въглеродна киселина или бикарбонатен йон, б) молекула на фосфорна киселина, дихидрогенфосфатен йон или водороден фосфатен йон, в) молекула на сероводород или хидросулфиден йон?
4. Защо не намерите константи на киселинност за сярна, солна, азотна и някои други киселини в Приложение 13?
5. Докажете валидността на връзката, свързваща константата на основност и константата на киселинността на спрегнатите киселина и основа.
6. Напишете уравненията за реакциите с вода на а) бромоводород и азотиста киселина, б) сярна и сярна киселина, в) азотна киселина и сероводород. Какви са разликите между тези процеси?
7. За следните амфолити: HS, HSO 3, HCO 3, H 2 PO 4, HPO 4 2, H 2 O - съставете уравнения за реакциите на тези частици с вода, запишете изрази за константите на киселинност и основност, запишете стойностите на тези константи от Приложение 13 и 14. Определете кои свойства, киселинни или основни, преобладават в тези частици?
8.Какви процеси могат да възникнат при разтваряне на фосфорна киселина във вода?
Сравнение на реактивността на силни и слаби киселини.

12.5. Киселинно-алкални реакции на оксониеви йони

Както киселините, така и основите се различават по сила, разтворимост, стабилност и някои други характеристики. Най-важната от тези характеристики е силата. Най-характерните свойства на киселините се проявяват в силните киселини. В разтвори на силни киселини киселинните частици са оксониеви йони. Следователно в този раздел ще разгледаме реакциите в разтвори, които възникват по време на взаимодействието на оксониеви йони с различни вещества, съдържащи основни частици. Да започнем с най-здравите основи.

а) Реакции на оксониеви йони с оксидни йони

Сред много силните основи най-важен е оксидният йон, който е част от основните оксиди, които, както си спомняте, са йонни вещества. Този йон е една от най-силните основи. Следователно основните оксиди (например състав MO), дори и тези, които не реагират с вода, лесно реагират с киселини. Механизъм на реакция:

При тези реакции оксидният йон няма време да премине в разтвор, но веднага реагира с оксониевия йон. Следователно реакцията протича на повърхността на оксида. Такива реакции завършват, тъй като от силна киселина и силна основа се образува много слаб амфолит (вода).

Пример. Реакция на азотна киселина с магнезиев оксид:

MgO + 2HNO 3p = Mg(NO 3) 2p + H 2 O.

Всички основни и амфотерни оксиди реагират по този начин със силни киселини, но ако се образува неразтворима сол, реакцията в някои случаи се забавя много, тъй като слой от неразтворима сол предотвратява проникването на киселината до повърхността на оксида ( например реакцията на бариев оксид със сярна киселина).

б) Реакции на оксониеви йони с хидроксидни йони

От всички основни видове, които съществуват във водни разтвори, хидроксидният йон е най-силната основа. Неговата константа на основност (55,5) е многократно по-висока от константите на основност на други основни частици. Хидроксидните йони са част от алкали и когато се разтворят, преминават в разтвор. Механизмът на реакция на оксониеви йони с хидроксидни йони:

.

Пример 1. Реакция на солна киселина с разтвор на натриев хидроксид:

HCl p + NaOH p = NaCl p + H 2 O.

Подобно на реакциите с основни оксиди, такива реакции завършват (необратимо), тъй като в резултат на прехвърлянето на протон от оксониев йон (силна киселина, К K = 55,5) хидроксиден йон (силна основа, К O = 55,5) водни молекули (много слаб амфолит, КК= КО = 1,8·10 -16).
Спомнете си, че реакциите на киселини с основи (включително алкали) се наричат ​​реакции на неутрализация.
Вече знаете това в чиста водаПрисъстват оксониеви йони и хидроксидни йони (поради автопротолиза на водата), но техните концентрации са равни и изключително незначителни: с(H 3 O) = с(OH) = 10 -7 mol/l. Поради това тяхното присъствие във водата е практически невидимо.
Същото се наблюдава в разтвори на вещества, които не са нито киселини, нито основи. Такива решения се наричат неутрален.

Но ако добавите киселинно или основно вещество към водата, в разтвора ще се появи излишък от един от тези йони. Решението ще стане киселоили алкален.

Хидроксидните йони са част не само от основи, но и от практически неразтворими основи, както и от амфотерни хидроксиди (амфотерните хидроксиди в това отношение могат да се считат за йонни съединения). Оксониевите йони също реагират с всички тези вещества и, както в случая на основни оксиди, реакцията протича на повърхността на твърдото вещество. Реакционен механизъм за хидроксиден състав M(OH) 2:

.

Пример 2. Взаимодействие на разтвор на сярна киселина с меден хидроксид. Тъй като хидрогенсулфатният йон е доста силна киселина ( К K 0,01), обратимостта на неговата протолиза може да бъде пренебрегната и уравненията на тази реакция могат да бъдат записани, както следва:

Cu(OH) 2 + 2H 3 O = Cu 2 + 4H 2 O
Cu(OH) 2 + H 2 SO 4р = CuSO 4 + 2H 2 O.

в) Реакции на оксониеви йони със слаби основи

Както в разтворите на основи, разтворите на слаби основи също съдържат хидроксидни йони, но тяхната концентрация е многократно по-ниска от концентрацията на самите основни частици (това съотношение е равно на степента на протолиза на основата). Следователно скоростта на реакцията на неутрализация на хидроксидните йони е многократно по-малка от скоростта на реакцията на неутрализация на самите основни частици. Следователно реакцията между оксониеви йони и основни частици ще бъде преобладаваща.

Пример 1. Реакция на неутрализация на солна киселина с разтвор на амоняк:

.

Реакцията произвежда амониеви йони (слаба киселина, К K = 6·10 -10) и водни молекули, но тъй като един от изходните реагенти (амоняк) основата е слаба ( К O = 2·10 -5), тогава реакцията е обратима

Но равновесието в него е много силно изместено надясно (към продуктите на реакцията), толкова много, че обратимостта често се пренебрегва, като се пише молекулярното уравнение на тази реакция със знак за равенство:

HCl p + NH 3p = NH 4 Cl p + H 2 O.

Пример 2. Реакция на бромоводородна киселина с разтвор на натриев бикарбонат. Тъй като е амфолит, бикарбонатният йон се държи като слаба основа в присъствието на оксониеви йони:

Получената въглена киселина може да се съдържа във водни разтвори само в много малки концентрации. С увеличаване на концентрацията той се разлага. Механизмът на разлагане може да си представим, както следва:

Обобщени химични уравнения:

H3O + HCO3 = CO2 + 2H2O
HBr р + NaHCO 3р = NaBr р + CO 2 + H 2 O.

Пример 3. Реакции, които протичат при комбиниране на разтвори на перхлорна киселина и калиев карбонат. Карбонатният йон също е слаба основа, макар и по-силна от бикарбонатния йон. Реакциите между тези йони и оксониевия йон са напълно аналогични. В зависимост от условията реакцията може да спре на етапа на образуване на бикарбонатен йон или може да доведе до образуване на въглероден диоксид:

а) H 3 O + CO 3 = HCO 3 + H 2 O
HClO 4p + K 2 CO 3p = KClO 4p + KHCO 3p;
б) 2H 3 O + CO 3 = CO 2 + 3H 2 O
2HClO 4p + K 2 CO 3p = 2KClO 4p + CO 2 + H 2 O.

Подобни реакции възникват дори когато солите, съдържащи основни частици, са неразтворими във вода. Както в случая на основни оксиди или неразтворими основи, и в този случай реакцията протича на повърхността на неразтворимата сол.

Пример 4. Реакция между солна киселина и калциев карбонат:
CaCO3 + 2H3O = Ca2 + CO2 + 3H2O
CaCO 3p + 2HCl p = CaCl 2p + CO 2 + H 2 O.

Пречка за такива реакции може да бъде образуването на неразтворима сол, чийто слой ще попречи на проникването на оксониеви йони към повърхността на реагента (например в случай на взаимодействие на калциев карбонат със сярна киселина).

НЕУТРАЛЕН РАЗТВОР, КИСЕЛИН РАЗТВОР, АЛКАЛЕН РАЗТВОР, РЕАКЦИЯ НА НЕУТРАЛИЗИРАНЕ.
1. Направете диаграми на механизмите на реакциите на оксониеви йони със следните вещества и частици: FeO, Ag 2 O, Fe (OH) 3, HSO 3, PO 4 3 и Cu 2 (OH) 2 CO 3. Използвайки диаграмите, създайте уравнения на йонна реакция.
2. С кой от следните оксиди ще реагират оксониеви йони: CaO, CO, ZnO, SO 2, B 2 O 3, La 2 O 3? Напишете йонни уравнения за тези реакции.
3. С кой от следните хидроксиди ще реагират оксониеви йони: Mg(OH)2, B(OH)3, Te(OH)6, Al(OH)3? Напишете йонни уравнения за тези реакции.
4. Съставете йонни и молекулярни уравнения за реакциите на бромоводородна киселина с разтвори на следните вещества: Na 2 CO 3, K 2 SO 3, Na 2 SiO 3, KHCO 3.
5. Съставете йонни и молекулярни уравнения за реакциите на разтвор на азотна киселина със следните вещества: Cr(OH) 3, MgCO 3, PbO.
Реакции на разтвори на силни киселини с основи, основни оксиди и соли.

12.6. Киселинно-алкални реакции на слаби киселини

За разлика от разтворите на силни киселини, разтворите на слаби киселини съдържат не само оксониеви йони като киселинни частици, но и молекули на самата киселина, като има много пъти повече киселинни молекули от оксониеви йони. Следователно в тези разтвори преобладаващата реакция ще бъде реакцията на самите киселинни частици с основните частици, а не реакциите на оксониеви йони. Скоростта на реакциите, включващи слаби киселини, винаги е по-ниска от скоростта на подобни реакции, включващи силни киселини. Някои от тези реакции са обратими и колкото повече, толкова по-слаба е киселината, участваща в реакцията.

а) Реакции на слаби киселини с оксидни йони

Това е единствената група реакции на слаби киселини, които протичат необратимо. Скоростта на реакцията зависи от силата на киселината. Някои слаби киселини (сероводород, въглерод и др.) Не реагират с ниско активни основни и амфотерни оксиди (CuO, FeO, Fe 2 O 3, Al 3 O 3, ZnO, Cr 2 O 3 и др.).

Пример. Реакцията, протичаща между манганов (II) оксид и разтвор на оцетна киселина. Механизмът на тази реакция:

Реакционни уравнения:
MnO + 2CH 3 COOH = Mn 2 + 2CH 3 COO + H 2 O
MnO + 2CH 3 COOH p = Mn (CH 3 COO) 2p + H 2 O. (Соли на оцетната киселина се наричат ​​ацетати)

б) Реакции на слаби киселини с хидроксидни йони

Като пример, помислете как молекулите на фосфорната (ортофосфорна) киселина реагират с хидроксидни йони:

В резултат на реакцията се получават водни молекули и дихидрогенфосфатни йони.
Ако след приключване на тази реакция хидроксидните йони останат в разтвора, тогава дихидрогенфосфатните йони, които са амфолити, ще реагират с тях:

Образуват се хидрофосфатни йони, които, също като амфолити, могат да реагират с излишък от хидроксидни йони:

.

Йонни уравнения за тези реакции

H3PO4 + OH H2PO4 + H2O;
H2PO4 + OH HPO42 + H2O;
HPO 4 + OH PO 4 3 + H 2 O.

Равновесията на тези обратими реакции са изместени надясно. В излишък от алкален разтвор (например NaOH) всички тези реакции протичат почти необратимо, така че техните молекулни уравнения обикновено се записват, както следва:

H 3 PO 4р + NaOH р = NaH 2 PO 4р + H 2 O;
NaH 2 PO 4р + NaOH р = Na 2 HPO 4р;
Na 2 HPO 4р + NaOH р = Na 3 PO 4р + H 2 O.

Ако целевият продукт на тези реакции е натриев фосфат, тогава общото уравнение може да бъде написано:
H3PO4 + 3NaOH = Na3PO4 + 3H2O.

По този начин молекулата на фосфорната киселина, влизайки в киселинно-алкални взаимодействия, може последователно да отдаде един, два или три протона. При подобен процес молекула хидросулфидна киселина (H 2 S) може да отдаде един или два протона, а молекула азотиста киселина (HNO 2) може да отдаде само един протон. Съответно тези киселини се класифицират като триосновни, двуосновни и едноосновни.

Съответната характеристика на основата се нарича киселинност.

Примери за еднокиселинни основи са NaOH, KOH; примери за двукиселинни основи са Ca(OH)2, Ba(OH)2.
Най-силната от слабите киселини също може да реагира с хидроксидни йони, които са част от неразтворими основи и дори амфотерни хидроксиди.

в) Реакции на слаби киселини със слаби основи

Почти всички тези реакции са обратими. В съответствие със общо правилоРавновесията в такива обратими реакции се изместват към по-слаби киселини и по-слаби основи.

ОСНОВНОСТ НА КИСЕЛИНАТА, ОСНОВНОСТ НА ОСНОВИТЕ.
1. Начертайте диаграми на механизмите на реакциите, протичащи във воден разтвор между мравчена киселина и следните вещества: Fe 2 O 3, KOH и Fe (OH) 3. Използвайки диаграмите, създайте йонни и молекулни уравнения за тези реакции. (тетрааквацинков йон) и 3aq aq+ H3O.
4. В каква посока ще се измести равновесието в този разтвор а) когато се разрежда с вода, б) когато към него се добави разтвор на силна киселина?

Малко теория

Киселини

Киселини - това са сложни вещества, образувани от водородни атоми, които могат да бъдат заменени с метални атоми и киселиниостатъци.

Киселини- това са електролити, при дисоциация на които се образуват само водородни катиони и аниони на киселинни остатъци.

Класификация на киселините

Класификация на киселините по състав

Класификация на киселините според броя на водородните атоми

Класификация на киселините на силни и слаби.

Химични свойства на киселините

• Взаимодействие с основни оксиди за образуване на сол и вода:

• Взаимодействие с амфотерни оксиди за образуване на сол и вода:

• Взаимодействие с алкали за образуване на сол и вода (реакция на неутрализация):

• Взаимодействие със соли, ако се появи утаяване или се отделя газ:

• Силните киселини изместват по-слабите от техните соли:

(в този случай се образува нестабилна въглеродна киселина, която веднага се разпада на вода и въглероден диоксид)

- лакмусът става червен

Метиловият оранжев става червен.

Получаване на киселини

1. водород + неметал
H 2 + S → H 2 S
2. киселинен оксид + вода
P 2 O 5 + 3H 2 O → 2H 3 PO 4
Изключение:
2NO 2 + H 2 O → HNO 2 + HNO 3
SiO 2 + H 2 O - не реагира
3. киселина + сол
Реакционният продукт трябва да образува утайка, газ или вода. Обикновено по-силните киселини изместват по-малко силните киселини от солите. Ако солта е неразтворима във вода, тогава тя реагира с киселината, за да образува газ.
Na 2 CO 3 + 2HCl → 2NaCl + H 2 O + CO 2
K 2 SiO 3 + H 2 SO 4 → K 2 SO 4 + H 2 SiO 3 ↓

Основания

Основания(основни хидроксиди) са сложни вещества, които се състоят от метални атоми или амониеви йони и хидроксилна група (-ОН). Във воден разтвор те се дисоциират, за да образуват OH− катиони и аниони. Името на основата обикновено се състои от две думи: „метал/амониев хидроксид“. Основите, които са силно разтворими във вода, се наричат ​​алкали.

Класификация на основите

1. По разтворимост във вода.
Разтворими основи
(алкали): натриев хидроксид NaOH, калиев хидроксид KOH, бариев хидроксид Ba(OH)2, стронциев хидроксид Sr(OH)2, цезиев хидроксид CsOH, рубидиев хидроксид RbOH.
Практически неразтворими основи
: Mg(OH)2, Ca(OH)2, Zn(OH)2, Cu(OH)2
Разделението на разтворими и неразтворими основи почти напълно съвпада с разделението на силни и слаби основи или хидроксиди на метали и преходни елементи
2. По броя на хидроксилните групи в молекулата.
- Моно-киселина(натриев хидроксид NaOH)
- Дикиселина(меден(II) хидроксид Cu(OH) 2 )
- Трикиселина(железен(III) хидроксид In(OH) 3 )
3. По волатилност.
- Летлив: NH3
- Енергонезависим: алкали, неразтворими основи.
4. По отношение на стабилността.
- Стабилни: натриев хидроксид NaOH, бариев хидроксид Ba(OH)2
- Нестабилен: амониев хидроксид NH3·H2O (амонячен хидрат).
5. Според степента на електролитна дисоциация.
- Силен (α > 30%): основи.

Слаб (α< 3 %): нерастворимые основания.

разписка

• Взаимодействието на силен основен оксид с вода произвежда силна основа или основа.

Слаба основа и амфотерни оксидиТе не реагират с вода, така че съответните хидроксиди не могат да бъдат получени по този начин.

• Хидроксиди на нискоактивни метали се получават чрез добавяне на алкали към разтвори на съответните соли. Тъй като разтворимостта на слабо основни хидроксиди във вода е много ниска, хидроксидът се утаява от разтвора под формата на желатинова маса.

• Основата може също да се получи чрез взаимодействие на алкален или алкалоземен метал с вода.

• Хидроксидите на алкални метали се произвеждат промишлено чрез електролиза на водни солеви разтвори:

• Някои бази могат да бъдат получени чрез обменни реакции:

Химични свойства

• Във водни разтвори основите се дисоциират, което променя йонното равновесие:

тази промяна е очевидна в цветовете на някои
киселинно-алкални индикатори:
лакмус става син
метил оранжево - жълто,
фенолфталеинпридобивацвят фуксия.

• При взаимодействие с киселина възниква реакция на неутрализация и се образуват сол и вода:

Забележка:
реакцията не протича, ако и киселината, и основата са слаби .

• Ако има излишък от киселина или основа, реакцията на неутрализация не протича докрай и се образуват съответно киселинни или основни соли:

• Разтворимите основи могат да реагират с амфотерни хидроксиди, за да образуват хидроксо комплекси:

• Основите реагират с киселинни или амфотерни оксиди, за да образуват соли:

• Разтворимите основи влизат в обменни реакции с разтворими соли: