Важнейшие кислоты
Кислоты и основания
| Кислоты | Основания | |||
| Молекула состоит из | ||||
| Н | С1 | Na | ОН | |
| Н2 | S04 | NH4 | ОН | |
| Количество | ||||
| Н-ионов | ОН-ионов | |||
| Соответствует валентности | ||||
| кислотного остатка | металла | |||
| В водном растворе происходит диссоциация на свободно перемещающиеся, положительно заряженные | ||||
| ионы водорода | ионы металла или аммония | |||
| и отрицательно заряженные | ||||
| Ионы кислотных остатков H2SO4 → 2Н+ + SO42- | ионы гидроксила NaOH → Na+ + ОН- | |||
| Сила кислот и оснований определяется степенью диссоциации в водном растворе. | ||||
| Название образуется из | ||||
| центрального атома кислотного остатка с добавлением «кислота» (серная кислота). Низшая степень окисления отражается путем добавления «-истая», наивысшая — путем добавления «пер-» (сернистая кислота, перхлорная кислота); «орто» и «мета» — для различного содержания воды (ортоборная кислота). | определяющего металла (или аммония) с добавлением «гидроокись» (гидроокись натрия). Водный раствор называется «основание». | |||
| Синяя лакмусовая бумага становится красной (рН < 7). | Красная лакмусовая бумага становится синей (рН > 7). | |||
| Имеют кислый вкус. | Мыльные на ощупь. | |||
| Металлы образуют соли. | Жиры образуют эмульсии и омыляются. | |||
| Нейтрализация: при реакции кислоты с основанием образуется соль и выделяется вода, химическая активность прекращается (рН = 7). H2S04 + 2КОН → K2S04 + 2Н20 | ||||
Борная кислота Н3ВО3
Она представляет собой слабую кислоту, кристаллизующуюся из раствора в виде белых, кажущихся жирными чешуек. В торговлю поступает в виде порошка белого цвета. Борная кислота хорошо растворима в горячей воде. Соли борной кислоты называются боратами, а одна из них является особенно важной для ювелира — это бура.
При нагревании борной кислоты из нее выделяется кристаллизационная вода, вследствие чего при температуре 70° С образуется метаборная кислота НВО2 (температура плавления 160° С), а при 500° С — окись бора В2О3:
Н3ВО3 → НВ02 + Н20;
2НВО2→В2О3+Н2О.
При температуре 577° С окись бора образует вязкую, тянущуюся в виде нитей массу. Окись бора термически очень устойчива: даже при соприкосновении с углем, доведенным до белого каления, она не восстанавливается. Если ею покрыть металлический предмет, то при температуре отжига она превратится в вязкий и плотный слой глазури. Окись бора химически достаточно активна, превращая, например, окислы металлов в метабораты:
В203 + СиО → Cu(BO2)
При температурах выше 900° С окись бора настолько подвижна, что одни ее частицы переходят от поверхности металла в наружный слой глазури, а другие, и тоже самым активным образом, устремляются, наоборот, к поверхности металла. Поэтому при температурах ниже 900° С она применяется в качестве защитного средства при пайке и отжиге изделий из благородных металлов. При более высоких температурах она используется в качестве флюса для пайки, когда низкая вязкость флюса способствует равномерному распределению припоя. Глазурь из окиси бора хорошо растворяется в травильном растворе серной кислоты.
Азотная кислота HNO3
Азотная кислота может быть следующих видов: чистая азотная кислота (100%-ная), плотность 1,52 г/см3; красная дымящая азотная кислота (98%-ная), плотность 1,50 г/см3; концентрированная азотная кислота (69,2%-ная), плотность 1,41 г/см3; разбавленная азотная кислота (25,5%-ная), плотность 1,15 г/см3.
Азотная кислота является очень сильной кислотой и в чистом виде представляет собой бесцветную маслянистую жидкость. При взаимодействии с кислородом, содержащимся в воздухе, она выделяет двуокись азота NO2, имеющую резкий запах и цвет от желтого до красно-коричневого.
Азотная кислота смешивается с водой в любом соотношении. При концентрации 69,2% азотная кислота представляет собой стабильный раствор, который устойчив даже при нагревании до точки кипения—121,8° С.
Азотная кислота разрушает органические вещества, окрашивая их в желтый цвет. Ее попадание на кожу также опасно. Металлы в азотной кислоте сначала окисляются, а затем растворяются, образуя нитраты. Например, с медью происходит следующая реакция:
3Cu + 2HNO3 → З Cu О + Н2О + 2NO.
Две молекулы кислоты расходуются для окисления, при этом выделяются вода и окись азота. Окись азота под действием кислорода воздуха превращается в двуокись азота NO2 и улетучивается в виде красно-коричневых ядовитых паров. Окись металла растворяется с образованием соли:
ЗОЮ + 6HN03 → 3Cu(NO3)2 + ЗН20.
Шесть дополнительных молекул азотной кислоты расходуются на образование соли, при этом снова выделяется вода. В целом процесс растворения выглядит следующим образом:
3Cu + 8HNO3 →3Cu(NO3)2 + 4H2O + 2NO.
Аналогично протекает и процесс растворения серебра:
6Ag + 2HN03 → 3Ag20 + 2NO + Н2О;
3Ag2 + 6HNO3-→ 6AgNO3+ 3H2O.
А общее уравнение реакции:
6Ag + 8HNO3 → 6AgNO3 + 2NO + 4Н2О.
Золото и платина не растворяются в азотной кислоте. Отдельные неблагородные металлы, например алюминий, хром, железо, растворяются только в разбавленной азотной кислоте, а в концентрированной кислоте они покрываются непроницаемой окисной пленкой.
С помощью 50%-ного раствора азотной кислоты можно отделить золото от серебра.
Азотная кислота используется для травления, в том числе для блестящего травления (желтой протравы), растворения различных металлов, в качестве пробирной кислоты и для получения царской водки.
Азотистая кислота HNO2 известна только в разбавленном виде; она образует соли, называемые нитритами.