Хімія. 8 клас. Буринська

§ 29. Хімічні властивості кислот

Опрацювавши зміст параграфа, ви будете:

• знати суть поняття «індикатор», хімічні властивості кислот, суть реакцій заміщення та обміну;
• уміти розпізнавати розчини кислот; користуватися рядом активності металів, складати рівняння реакцій, що відображають хімічні властивості кислот.

Ви вже знаєте, що хімічні властивості речовин виявляються тільки в процесі перетворення одних речовин на інші. Тому почнемо з дослідів, які продемонструють найхарактерніші властивості кислот.

1. Кислоти діють на індикатори (речовини - визначники).

Дослід 1. У три пробірки з розчином сульфатної кислоти H₂SO₄ додамо по кілька крапель індикаторів: у першу - лакмусу, розчин стає червоним; у другу - метилового оранжевого, розчин стає рожево-червоним; у третю - фенолфталеїну, розчин залишається безбарвним.

Речовини, які змінюють своє забарвлення внаслідок дії кислот (або лугів), називаються індикаторами.

Лакмус, метиловий оранжевий (метилоранж), фенолфталеїн - індикатори на кислоти і луги.

2. Кислоти взаємодіють із металами.

Дослід 2. У три пробірки наливаємо розбавленої сульфатної кислоти H₂SO₄. У першу вміщуємо шматочок магнію, у другу - цинку, у третю - міді. Що спостерігається? Можна помітити, що магній енергійно реагує з кислотою, витісняючи водень, цинк - дещо повільніше, а мідь - не реагує:

Mg + H₂SO₄ = MgSO₄ + H₂↑;

Zn + H₂SO₄ = ZnSO₄ + H₂↑.

Cu + H₂SO₄ ≠ (реакція не відбувається).

Беремо краплю розчину з першої і другої пробірок, наносимо на скляну пластинку і нагріваємо в полум’ї спиртівки. Вода випаровується, а на пластинці залишаються білі плями, утворені дрібними кристаликами солей - магній сульфату MgSO₄ і цинк сульфату ZnSO₄. Відбулися реакції, у процесі яких йони Магнію і Цинку замістили атоми Гідрогену в сульфатній кислоті, внаслідок чого утворилися солі MgSO₄ і ZnSO₄ і виділився водень Н₂. Такі реакції належать до реакцій заміщення.

Реакції заміщення — хімічні реакції, що відбуваються між простими і складними речовинами, у процесі яких атоми простої речовини заміщують атоми одного з елементів у складній речовині, утворюючи нову просту і нову складну речовини.

Виявляється, всі метали за активністю заміщення Гідрогену в кислоті (витіснення водню з кислоти) можна розмістити в ряд:

Li, К, Ba, Са, Na, Mg, Al, Μn, Zn, Fe, Ni, Sn, Pb, (H₂), Cu, Hg, Ag, Pt, Au.

Утворився так званий ряд активності металів (витискувальний ряд). Уперше його склав на підставі експериментальних даних видатний російський і український учений Μ. М. Бекетов. Метали в цьому ряду розміщені в порядку зменшення їх активності. Метали, що стоять ліворуч від водню, здатні витісняти його з кислоти (крім нітратної HNO₃), а ті, які стоять праворуч від водню, - ні.

Микола Миколайович Бекетов

(1827—1911)

Український і російський фізико-хімік, один з основоположників фізичної хімії, заклав основи алюмінотермії, відкрив витіснення металів з розчинів їх солей воднем під тиском, організував першу в Україні термохімічну лабораторію.

3. Кислоти взаємодіють з основними оксидами.

Дослід 3. У пробірку з чорним порошком купрум(ІІ) оксиду СuО додаємо трохи розбавленої хлоридної кислоти і підігріваємо пробірку. З’являється зеленкувато-блакитне забарвлення. Такий колір має розчин купрум(ІІ) хлориду СuСl₂:

CuO + 2НСl = СuСl₂ + Н₂О

Відбулася реакція, в процесі якої атоми Купруму з купрум(ІІ) оксиду та атоми Гідрогену з хлоридної кислоти НСl обмінялися місцями. Такі реакції називаються реакціями обміну.

Реакції обміну — це реакції між двома складними речовинами, у процесі яких вони обмінюються своїми складовими, утворюючи дві нові складні речовини

4. Кислоти взаємодіють з основами, утворюючи сіль і воду:

NaOH + НСl = NaCl + Н₂О;

Fe(OH)₂ + 2HNO₃ = Fe(NO₃)₂ + 2Н₂О.

• Пригадайте, як називаються такі реакції (див. § 24).

Висновки

Кислоти мають молекулярну будову. Завдяки наявності Гідрогену в їх молекулах, водні розчини кислот виявляють спільні властивості, а саме:

• змінюють колір індикатора: лакмус і метилоранж у кислому середовищі набувають червоного забарвлення, а фенолфталеїн залишається безбарвним;
• взаємодіють із металами, що стоять у ряду активності металів ліворуч від водню, утворюючи сіль і витискуючи водень, тобто вступають у реакції заміщення;
• взаємодіють з основними оксидами, утворюючи сіль і воду, тобто вступають у реакції обміну;
• взаємодіють з основами, утворюючи сіль і воду, тобто вступають у реакції нейтралізації.

Завдання для самоконтролю

1. Як виявити, що молоко вже почало скисати, хоча це ще не відчувається на смак?

2. Як хімічним шляхом відрізнити срібло від цинку?

3. В якому разі виділятиметься водень під час змішування: а) цинку і сульфатної кислоти; б) алюмінію і хлоридної кислоти; в) ртуті й хлоридної кислоти; г) магнію і сульфатної кислоти; д) барію та ортофосфатної кислоти. Напишіть рівняння реакцій.

4. Які з оксидів із формулами CaO, Na₂O, SO₂, РbО, СО₂ реагуватимуть із хлоридною кислотою? Напишіть рівняння реакцій.

5. Яка кількість речовини ферум(ІІІ) сульфату утвориться внаслідок взаємодії ферум(ІІІ) оксиду із сульфатною кислотою масою 588 г?

6. Поміркуйте, чи розширилися ваші знання про хімічні властивості оксидів у результаті вивчення кислот? Відповідь обґрунтуйте.

Додаткові завдання

7.* Склади формули кислот, які містять такі кислотні залишки: СlО₄ із валентністю 1; SeO₄ із валентністю 2; AsO₄ із валентністю 3. Назви ці кислоти.

8. Склади рівняння реакцій у тих випадках, де вони можливі:

ZnO + НСl →,

Mg + Н₃РО₄ →,

Сu + НСl →,

К₂О + ΗΝΟ₃ →,

Fe₂O₃ + НСl →,

Al + H₂SO₄ →,

ВаО + ΗΝΟ₃→,

Na₂O + H₂SO₄ →,

Hg + H₂SO₄ →.

9. Унаслідок взаємодії магнію з хлоридною кислотою кількістю речовини 0,5 моль можна добути водень об’ємом (н. у.):

• А 4,2 л;
• Б 8,4 л;
• В 5,6 л;
• Г 22,4 л.

10. Яка кількість речовини сульфатної кислоти необхідна для взаємодії з тим алюміній оксидом, який утворився внаслідок взаємодії з киснем алюмінію масою 216 г?