§ 41. Склад кислот

У цьому параграфі ви дізнаєтеся:

що таке кислотний залишок;
які кислоти відносять до безоксигенових, а які — до оксигеновмісних;
який клас неорганічних сполук називають кислотами;
якою загальною формулою можна виразити склад кислот.

Ви можете навести приклади деяких кислот, тому що з представниками цього класу речовин ви вже ознайомилися в § 9, 41, 42. Це кислоти, що своїм походженням завдячують реакціям деяких кислотних оксидів з водою:

SO₃ + Н₂О = H₂SO₄

Р₂О₅ + 3Н₂О = 2Н₃РО₄

На модельній схемі (рис. 46) показано перегрупування атомів під час реакції сульфур(VІ) оксиду з водою.

Рис. 46. Модельна схема реакції сульфур(VІ) оксиду з водою

Кислотні оксиди є не єдиними речовинами, які внаслідок взаємодії з водою утворюють кислоти. Якщо гідроген хлорид НСl — продукт реакції газуватих водню Н₂ та хлору Сl₂ — розчинити у воді, то в розчині він теж виявляє кислотні властивості.

Довести, що утворена сполука належить до класу кислот, можна додаванням до розчину фіолетового нейтрального лакмусу: рідина забарвлюється в червоний колір. Така зміна забарвлення лакмусу з фіолетового на червоний свідчить про наявність у розчині кислоти.

Кислоти сульфатна H₂SO₄ й ортофосфатна Н₃РО₄ містять атоми Оксигену й тому їх називають оксигеновмісними.

На відміну від них хлоридна кислота НСl є сполукою, що не містить Оксигену, тому її називають безоксигеновою. Це не єдина безоксигенова кислота, прикладами таких кислот є H₂S — сульфідна кислота, НВr — бромідна кислота тощо.

Коли ви вивчали хімічні властивості оксидів (§ 42), то помітили, що в реакціях основних оксидів з кислотами є такі групи атомів, що не руйнуються, а переходять зі складу молекули кислоти до складу солі без змін, наприклад:

ВаО + 2HNO₃ = Ba(NO₃)₂ + Н₂О

Ці групи атомів називають кислотними залишками. Кислотним залишком є і атом Хлору, що входить до складу хлоридної кислоти НСl, і атом Сульфуру в молекулі сульфідної кислоти:

Fe₂O₃+ 6НСl = 2FeCl₃+ 3Н₂О

Кислоти — це сполуки, до складу яких входять кислотні залишки й атоми Гідрогену, спроможні заміщуватися на атоми металічних елементів.

Склад кислот можна узагальнити за допомогою формули

де An^x — група атомів кислотного залишку (х — валентність).

Із формули видно, що значення валентності кислотного залишку визначає число атомів Гідрогену, які входять до складу молекули кислоти. І навпаки, валентність кислотного залишку можна знайти за числом атомів Гідрогену, наприклад:

Наведемо моделі молекул найпоширеніших кислот (рис. 47).

Рис. 47. Моделі молекул найпоширеніших кислот

Як видно на моделях, молекули кислот HNO₃, H₂SO₄, Н₃РО₄складаються відповідно з одного, двох, трьох атомів Гідрогену та кислотних залишків — NO₃, SO₄, РО₄.

Зверніть увагу: у молекулах оксигеновмісних кислот атом Гідрогену сполучений з атомом Оксигену. У молекулах НСl і H₂S атоми Гідрогену безпосередньо сполучені з атомом відповідно Хлору та Сульфуру.

Приклад розв’язування задач

До порції води масою 90 г внесли 3 моль Ν₂Ο₅. Яка маса кислоти утворилася? Яке число молекул води прореагувало, а яке ні?

Запитання та завдання

°1. Дайте визначення поняття: а) кислота; б) кислотний залишок.

°2. Які з наведених кислот НСlО₄, H₂S, Н₂СrО₄, Н₂Те, НВr, Н₃ВО₃, НСl належать до: а) безоксигенових; б) оксигеновмісних? Чому?

*3. У кислотах HI, НВО₂, H₂SiO₃, НСlО₂, НРО₃, Н₂СО₃, H₂Se визначте й випишіть відповідні кислотні залишки та укажіть їхні валентності.

*4. Обчисліть масу (у грамах): а) 0,15 моль сульфатної кислоти; б) 3,01 · 10²⁴ молекул нітратної кислоти.

*5. Яка маса (г) сірководню (гідроген сульфіду) містить стільки ж молекул, скільки їх міститься в 54 г води?

*6. У порцію води масою 108 г внесли: а) 2 моль Р₂О₅; б) 6 моль SO₃. Які маси відповідних кислот утворилися?

7. Отримайте безоксигенову кислоту з гідроген сульфіду H₂S взаємодією простих речовин. Як називають розчин гідроген сульфіду у воді?

8. У трьох пробірках без етикеток містяться барій гідроксид, сульфатна кислота, калій нітрат. Запропонуйте найпростіший спосіб ідентифікації цих речовин.

9. Яка маса безводної сульфатної кислоти H₂SO₄ містить стільки ж молекул, скільки їх входить у 180 г води Н₂О?

10. Обчисліть масу 0,75 моль та 25 · 10²² молекул ортофосфатної кислоти.

11. Які із речовин, формули яких наведено, реагують з хлоридною кислотою: СаО, Zn, Mg(OH)₃, Cu, Fe(OH)₃?

12. У реакції цинка з хлоридною кислотою утворився цинк сульфат масою 16,1 г. Яка маса кислоти прореагувала?

13. Яка з кислот — H₂SO₄ чи H₂SO₃ — містить більше Сульфуру?