Хімія. Поглиблений рівень. Повторне видання. 8 клас. Бутенко

§ 48. Загальні способи добування кислот. Використання кислот

У цьому параграфі ви дізнаєтеся:

  • як добувають оксигеновмісні і безоксигенові кислоти;
  • у яких випадках спосіб одержання оксигеновмісних кислот називають прямим, а у яких — непрямим.

Вибраний спосіб добування кислот залежить від того, яку кислоту — безоксигенову чи оксигеновмісну — потрібно одержати.

У промисловості та лабораторній практиці безоксигенові кислоти одержують, як правило, двома методами:

а) у процесі безпосередньої взаємодії неметалу з воднем:

з подальшим розчиненням продукту реакції у воді;

б) під дією сильних або нелетких кислот на солі, утворені тими кислотами, які необхідно добути:

Оксигеновмісні кислоти одержують прямим шляхом, тобто взаємодією відповідного оксиду з водою:

SO3 + Н2О = H2SO4*

* Промислові способи одержання оксигеновмісних кислот, зокрема сульфатної, нітратної, ортофосфатної, щонайменше складаються з трьох стадій. Тут наведено лише останню стадію утворення сульфатної кислоти. Дві ж попередні стадії можна подати рівняннями таких реакцій:

1) 4FeS2 + 11O2 =t 2Fe2O3 + 3SO2↑,

2) 2SO2 + O2 = 2SO3.

Докладніше з ними ви ознайомитеся в курсі хімії 10 класу.

Демонстраційний дослід

Помістимо червоний фосфор у металеву ложечку та спалимо його над хімічною склянкою з водою, у яку заздалегідь додали кілька крапель фіолетового лакмусу. Утворений у вигляді білого диму фосфор(V) оксид Р2О5 поступово розчиняється у воді та реагує з нею. Це підтверджує зміна фіолетового забарвлення рідини на червоне, яке притаманне кислому середовищу. Ланцюжок реакцій утворення ортофосфатної кислоти такий:

Непрямим способом кислоту одержують у реакції обміну між сіллю слабкої кислоти й сильною кислотою:

Na2SiO3 + 2НСl = 2NaCl + H2SiO3

А чи можна добути кислоти, наприклад, взаємодією будь-якого активного неметалу з водою? Дійсно, унаслідок взаємодії, наприклад, хлору чи брому з водою на світлі або під час кип’ятіння впродовж певного часу утворюються кислоти — відповідно хлоридна або бромідна та газувата речовина, але вже не водень, а кисень:

2Сl2 + 2Н2О = 4НСl + О2

2Вr2 + 2Н2О = 4НВr + О2

Використання кислот. Більшість кислот, а саме сульфатну H2SO4, нітратну HNO3, хлоридну НСl, ортофосфатну Н3РО4, широко використовують у промисловості. Усі вони виготовляються на хімічних підприємствах.

Найбільше застосовують сульфатну кислоту H2SO4. Її ще називають основою хімічної промисловості. Передусім це стосується виробництва мінеральних добрив. Сульфатна кислота необхідна також для виробництва інших мінеральних кислот, багатьох солей, барвників, вибухових речовин, очищення нафтопродуктів, добування таких металів, як Ni, Cu, Zr, U.

Нітратну кислоту HNO3 використовують для виробництва азотних добрив, деяких кислот (H2SO4, Н3РО4), барвників, вибухових речовин, медикаментів, для травлення й розчинення металів у металургії.

Хлоридну кислоту НСl застосовують у виробництві солей, для оброблення деяких природних мінералів, травлення металів.

Ортофосфатну кислоту Н3РО4 використовують для виробництва мінеральних добрив, солей, як компонент покриттів, що наносять на поверхню металів для захисту їх від корозії. Очищену (харчову) Н3РО4 застосовують для надання кислого смаку безалкогольним напоям, для освітлення цукру.

Запитання та завдання

°1. Які способи одержання безоксигенових кислот використовують у промисловості та лабораторній практиці? Наведіть приклади.

°2. Який спосіб одержання оксигеновмісних кислот є: а) прямим; б) непрямим? Наведіть приклади.

°3. Чи можна безоксигенові кислоти одержати безпосередньою взаємодією неметалів з водою? Наведіть приклади.

4. Складіть рівняння реакцій між водою й оксидами, які відповідають кислотам: а) НСlО4; б) Н2Сr2О7. Обчисліть число структурних одиниць обох кислот, якщо в кожну з реакцій вступило по 1,806 · 1023 молекул води.

*5. Визначте значення молярної маси (г/моль) кислоти:

  • а) складу Н2Е, якщо в разі її утворення 0,25 г водню сполучаються з 4 г елемента Е;
  • б) складу НЕО3, у разі утворення якої вода взаємодіє з оксидом Е2О5 з масовою часткою елемента Е 43,66 %;
  • в) складу Н2ЕО3, одержаної взаємодією солі К2ЕО3 з масовою часткою елемента Е 18,18 % і хлоридної кислоти.

У всіх випадках складіть рівняння відповідних реакцій.

6. Складіть формули хлоридної, ортофосфатної, нітратної, карбонатної, метасилікатної та сульфідної кислот. Випишіть окремо рівняння реакцій, якщо це можливо, одержання цих кислот як прямим, так і непрямим способом.

7. Визначте масу ортофосфатної кислоти, яка утворилася внаслідок взаємодії фосфор(V) оксиду з водою числом молекул 3,612 · 1023.

*8. Визначте масу й число молекул нітратної кислоти, отриманої прямим і непрямим способами:

  • а) Ν2Ο5 + Н2О → 2ΗΝΟ3;
  • б) AgNO3 + НСl → AgCl↓ + HNO3,

якщо у випадку а) прореагувало 0,1 моль води, а у випадку б) 0,1 моль хлоридної кислоти.