§16. Кислоты

Вопрос в начале параграфа

✓ Соединения этого класса в полном соответствии с его названием характеризуются кислым вкусом. Вспомните, например, вкус лимона, обусловленный содержанием в нём лимонной кислоты. Однако распознавать кислоты с помощью рецепторов языка запрещают правила техники безопасности. Как же распознают кислоты?

Ответ:

Для идентификации кислот выполняют лабораторный опыт с использованием индикаторов. И раствор лакмуса, и раствор метилоранжа изменяют цвет в растворах кислот.

Лабораторный опыт 14

1. В три пробирки, помещённые в штатив, налейте по 1−2 мл соляной кислоты и растворов серной и азотной кислот. Затем в каждую пробирку добавьте несколько капель раствора лакмуса. Что наблюдаете? В три пробирки, помещённые в штатив, налейте по 1−2 мл соляной кислоты и растворов 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.76)

? 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 кислородсодержащие и бескислородные.
По составу кислотных остатков можно разделить кислоты на одноосновные и многоосновные.

Проверьте свои знания

1. Какие вещества называются кислотами? На какие группы можно разделить этот класс веществ по растворимости, содержанию кислорода?

Ответ:

Кислоты — это сложные вещества, состоящие из атомов водорода и кислотного остатка.
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).

2. Дайте характеристику фосфорной кислоты по плану: а) формула; б) наличие кислорода; в) растворимость в воде; г) валентность кислотного остатка.

Ответ:

а) формула − $H_{3}$ $PO_{4}$
б) наличие кислорода − кислородсодержащая
в) растворимость в воде − растворима
г) валентность кислотного остатка − III

Примените свои знания

3. 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 * Ar(N) : Mr($HNO_{3}$) * 100%
n * Ar(N) = 1 * 14 = 14
Mr($HNO_{3}$) = 1 + 14 + 3 * 16 = 63
ω(N) = 14 : 63 * 100% = 22,22%
Азотистая кислота
Формула: $HNO_{2}$
ω(N) = n * Ar(N) : Mr($HNO_{2}$) * 100%
n * Ar(N) = 1 * 14 = 14
Mr($HNO_{2}$) = 1 + 14 + 2 * 16 = 47
ω(N) = 14 : 47 * 100% = 29,79%
Массовая доля азота выше в азотистой кислоте.

4. 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.

Используйте дополнительную информацию

5. 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 (рис. 57). 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.

Рис. 57. Концентрированная серная кислота обугливает ткань.

6. Какие вещества называются индикаторами? Приготовьте самодельный индикатор и определите, содержатся ли кислоты в выбранных продуктах питания.

Ответ:

Индикаторы – вещества, которые изменяют свою окраску в зависимости от кислотности среды.