§23. Кислоты
Вопрос перед параграфом ✓
Как распознать представителей нового для вас класса соединений — кислот?
Ответ
Для идентификации кислот выполняют лабораторный опыт с использованием индикаторов. И раствор лакмуса, и раствор метилоранжа изменяют цвет в растворах кислот.
Лабораторный опыт №11
Задание №1
В три пробирки, помещённые в штатив, налейте по 1—2 мл растворов соляной, серной и азотной кислот. Затем в каждую из пробирок добавьте несколько капель раствора лакмуса. Что наблюдаете? В три пробирки, помещённые в штатив, налейте по 1—2 мл растворов соляной, серной и азотной кислот. Затем в каждую из пробирок добавьте несколько капель раствора метилоранжа. Что наблюдаете?
Ответ
HCl = $H^{+}$ + $Cl^{-}$
$H_{2}SO_{4}$ = 2$H^{+}$ + $SO_{4}$ $^{2-}$
$HNO_{3}$ = $H^{+}$ + $NO_{3}$ $^{-}$
При добавлении лакмуса растворы меняют свою окраску с фиолетовой на красную.
При добавлении метилоранжа растворы меняют свою окраску с оранжевой на красную.
Вопрос (стр.106) ?
Проведите анализ состава молекул кислот, формулы которых приведены в параграфе. На какие группы по числу химических элементов, образующих вещества, и по составу кислотных остатков можно разделить кислоты?
Ответ
HCl − соляная, или хлороводородная, кислота − бескислородная, одноосновная
$H_{2}S$ − сероводородная кислота − бескислородная, двухосновная
$H_{2}SO_{3}$ − сернистая кислота − кислородсодержащая, двухосновная
$H_{2}SO_{4}$ − серная кислота − кислородсодержащая, двухосновная
$HNO_{2}$ − азотистая кислота − кислородсодержащая, одноосновная
$HNO_{3}$ − азотная кислота − кислородсодержащая, одноосновная
$H_{2}CO_{3}$ − угольная кислота − кислородсодержащая, двухосновная
$H_{2}SiO_{3}$ − кремниевая кислота − кислородсодержащая, двухосновная
$H_{3}PO_{4}$ − фосфорная кислота − кислородсодержащая, трехосновная
По числу химических элементов кислоты можно разделить на кислородсодеращие и бескислородные.
По составу кислотных остатков можно разделить кислоты на одноосновные и многоосновные.
Проверьте свои знания
Задание №1
Какие вещества называются кислотами? На какие группы можно разделить этот класс веществ по происхождению, растворимости, содержанию кислорода?
Ответ
Кислоты — это сложные вещества, состоящие из атомов водорода и кислотного остатка.
По происхождению кислоты можно разделить на органические и неорганические.
По растворимости кислоты делятся на растворимые и нерастворимые. Все кислоты, кроме кремниевой, растворимы в воде.
По содержанию кислорода кислоты делятся на кислородсодержащие (азотная кислота, серная кислота) и бескислородные (хлороводородная, сероводородная).
Задание №2
Дайте характеристику фосфорной кислоты по плану: а) формула; б) наличие кислорода в молекуле; в) растворимость в воде; г) валентность кислотного остатка.
Ответ
Характеристика фосфорной кислоты:
а) формула − $H_{3}$ $PO_{4}$
б) наличие кислорода − кислородсодержащая
в) растворимость в воде − растворима
г) валентность кислотного остатка − III
Задание №3
В 300 мл воды растворили 40 г серной кислоты. Найдите массовую долю серной кислоты в полученном растворе.
Ответ
Дано:
m (воды) = 300 мл
m (кислоты) = 40 г.
Найти:
ω − ?
Решение:
m (воды) = ρ * V (воды) = 1 г/мл * 300 мл = 300 г
m (р−ра) = m(кислоты) + m(воды) = 40 г + 300 г = 340 г
ω = m (кислоты) : m(р−ра) = 40 г : 340 г = 11,76%
Ответ: ω = 11,76%
Примените свои знания
Задание №1
Сравните состав азотной и азотистой кислот. В какой из этих кислот массовая доля азота выше? Ответ подтвердите расчётами
Ответ
Азотная кислота
Формула: $HNO_{3}$
ω(N) = n * $A_{r}(N)$ : $M_{r}(HNO_{3}$) * 100%
n * $A_{r}(N)$ = 1 * 14 = 14
$M_{r}(HNO_{3}$) = 1 + 14 + 3 * 16 = 63
ω(N) = 14 : 63 * 100% = 22,22%
Азотистая кислота
Формула: $HNO_{2}$
ω(N) = n * $A_{r}(N)$ : $M_{r}(HNO_{2}$) * 100%
n * $A_{r}(N)$ = 1 * 14 = 14
$M_{r}(HNO_{2}$) = 1 + 14 + 2 * 16 = 47
ω(N) = 14 : 47 * 100% = 29,79%
Ответ: Массовая доля азота выше в азотистой кислоте.
Задание №2
Какую роль играет соляная кислота в процессе пищеварения? Почему эту кислоту называют также хлороводородной? Предложите способ образования названий бескислородных кислот.
Ответ
Соляная кислота (HCl) содержится в желудочном соке и выполняет несколько важных функций. Она участвует в процессе переваривания пищи (активизирует ферменты желудочного сока) и играет роль санитарного кордона − убивает многие болезнетворные микробы, которые попадают в желудок вместе с пищей. Желудочный сок выделяется уже тогда, когда вы начинаете пережёвывать пищу. Поэтому использование жевательной резинки на голодный желудок очень вредно: в отсутствии пищи выделяющаяся соляная кислота разрушает слизистую оболочку желудка.
Эту кислоту называют также хлороводородной, так как ее молекула состоит из атома хлора и атома водорода.
Названия бескислородных кислот образованы за счет сочетания названий входящих в их состав атомов. Например, бромоводородная кислота (HBr) включает в себя атом брома и атом водорода.
Задание №3
Смешали два раствора азотной кислоты: 140 г 10%−го и 160 г 25%−го. Найдите массовую долю кислоты в полученном растворе.
Ответ
Дано:
$m_{1}$ (р−ра) = 140 г
$ω_{1}$ = 10%
$m_{2}$ (р−ра) = 160 г
$ω_{2}$ = 25%
Найти:
$ω_{3}$ − ?
Решение:
$ω_{3}$ = $\frac{m_{1} (р-ра) * ω_{1} + m_{2} (р-ра) * ω_{2}}{m_{1} (р-ра) + m_{2} (р-ра)}$ * 100%
$ω_{3}$ = $\frac{140 г * 0,1 + 160 г * 0,25}{140 г + 160 г}$ * 100% = 18%
Ответ: $ω_{3}$ = 18%
Используйте доп.информацию
Задание №1
Какие свойства серной кислоты требуют чрезвычайно осторожного обращения с ней? Каким правилом следует руководствоваться, разбавляя серную кислоту? Почему?
Ответ
Серная кислота — одна из самых сильных кислот. Она реагирует с большинством металлов, растворяет минералы, обугливает древесину, бумагу и ткани. При попадании кислоты на кожу возникают сильные химические ожоги. Серная кислота прекрасно растворяется в воде с выделением большого количества теплоты. Если наливать воду в концентрированную кислоту, за счёт выделяющейся теплоты вода закипает и разбрызгивает жидкость. Это очень опасно! Поэтому, приготавливая раствор, серную кислоту тонкой струйкой вливают в воду (а не наоборот!) при постоянном перемешивании.
Задание №2
Какие вещества называются индикаторами? Приготовьте самодельный индикатор и исследуйте на предмет содержания кислот некоторые продукты питания.
Ответ
Индикаторы − вещества, изменяющие окраску в растворах щелочей и кислот.
