§ 35. Химические свойства кислот

Вспомните:

• для определения растворимости веществ в воде используют таблицу растворимости;

• как обнаруживают щелочи в растворе (§ 33);

• принцип кислотно-основных взаимодействий (§ 30);

• условия, при которых протекают реакции обмена (§ 33).

Обнаружение кислот

Как и щелочи, кислоты можно выявить при помощи индикаторов. Цвет индикаторов при наличии и отсутствии кислот в растворе приведен в таблице 11.

Таблица 11. Цвет индикаторов при наличии и отсутствии кислот

Индикатор	Цвет в растворе
Индикатор	при наличии кислот (кислая среда)	при отсутствии кислот (нейтральная среда)
Лакмус	Красный	Фиолетовый
Метиловый оранжевый	Красный	Оранжевый
Фенолфталеин	Бесцветный	Бесцветный
Универсальный	Красный	Желтый

Взаимодействие кислот с веществами основной природы

Вы уже изучили реакции основных оксидов и оснований с кислотами. Между ними происходят реакции обмена, в которых образуются соль и вода:

H₂SO₄+ 2NaOH = Na₂SO₄+ 2Н₂O

2НСl + К₂O = 2КСl + Н₂O

Амфотерные оксиды и амфотерные гидроксиды при взаимодействии с кислотами проявляют свойства основных веществ, т. е. реагируют как обычные основные оксиды и гидроксиды:

ZnO + H₂SO₄ = ZnSO₄ + H₂O

Аl(ОН)₃ + 3HСl = АlСl₃ + 3H₂O

Взаимодействие кислот с солями

Кислоты могут вступать в реакции с солями (как растворимыми в воде, так и нерастворимыми). Между кислотой и солью происходит реакция обмена, поэтому продуктами реакции должны быть также соль и кислота.

Взаимодействие между солью и кислотой происходит, если реакция соответствует условиям протекания реакций обмена:

• кислота или соль, которая образуется, выпадает в осадок:

Например, при взаимодействии барий хлорида с сульфатной кислотой образуется белый осадок нерастворимой соли — барий сульфата:

ВаСl₂ + H₂SO₄ = BaSO₄↓ + 2НСl

Среди известных вам кислот нерастворимой является силикатная кислота. Она образуется в реакции растворимых силикатов с кислотами:

Na₂SiO₃ + 2НСl = 2NaCl + H₂SiO₃↓

• происходит выделение газообразного вещества, которое возможно, если образованная кислота неустойчивая или летучая:

При взаимодействии карбонатов или сульфитов с кислотами образуются неустойчивые кислоты (карбонатная и сульфитная), которые при образовании разлагаются:

H₂CO₃ = CO₂↑ + H₂O

H₂SO₃= SO₂↑+ H₂O

Поэтому такие соли активно реагируют с кислотами. Например, при действии на порошок кальций карбоната (известняк, мел, мрамор) хлоридной кислоты жидкость словно закипает, поскольку образованная карбонатная кислота моментально разлагается с выделением углекислого газа (рис. 35.1):

Рис. 35.1. Взаимодействие хлоридной кислоты: а — с растворимым натрий карбонатом; б — нерастворимым кальций карбонатом. В обоих случаях образуется большое количество газа, но в первом случае газ образуется во всем объеме раствора, а во втором — только на поверхности кальций карбоната

Аналогично происходит реакция взаимодействия натрий сульфита с кислотой:

Некоторые кислоты являются летучими и плохо растворяются в воде, как, например, сульфидная кислота H₂S. При действии хлоридной кислоты на феррум(II) сульфид реакция происходит благодаря выделению из раствора гидроген сульфида (сероводорода):

FeS + 2НСl = FeCl₂ + H₂S↑

Необходимо помнить, что реакции кислот с солями не всегда возможны, даже если формально реакция соответствует условиям протекания реакций обмена. Так, если смешать растворы феррум(II) хлорида и сульфидной кислоты, то реакция не будет протекать, хотя в результате должен был образоваться осадок:

FeCl₂ + H₂S ≠ FeS↓ + 2HCl

Причина заключается в силе кислот. Кислоты разделяют на сильные и слабые. Сильными кислотами являются H₂SO₄, HNO₃, HCl, НВr и HI. Другие кислоты, которые приведены в таблице 8, являются слабыми. Хлоридная кислота — сильная, а сульфидная — слабая. Взаимодействие феррум(II) хлорида с сульфидной кислотой не происходит, так как слабая кислота не может вытеснить сильную из соли. А сильная кислота может вытеснить слабую из соли:

FeS + 2HCl = FeCl₂ + H₂S↑

Таким образом, все сильные кислоты способны взаимодействовать с солями всех слабых кислот. Несмотря на то что многие слабые кислоты растворимы в воде, сильные кислоты способны вытеснить их даже в том случае, если все продукты реакции растворимы в воде. Например, сульфатная кислота может вытеснить ортофосфатную из нерастворимых ортофосфатов:

Mg₃(PO₄)₂ + 3H₂SO₄ = 3MgSO₄ + 2Н₃РO₄

Безопасность при работе с кислотами

Кислоты — едкие вещества. При попадании на кожу или слизистые оболочки кислоты могут стать причиной химических ожогов, а в случае попадания концентрированной сульфатной кислоты — даже обугливания кожи. Под воздействием кислоты на одежде могут появиться дырки. Поэтому с кислотами, особенно с концентрированными, следует обращаться очень осторожно. Работать с ними желательно в резиновых перчатках. Если кислота случайно попала на кожу или одежду, ее следует немедленно смыть большим количеством воды, а остатки нейтрализовать разбавленным раствором соды.

При растворении концентрированных кислот в воде выделяется большое количество теплоты. Если наливать воду в емкость с концентрированной кислотой, то вода собирается на поверхности (плотность концентрированных кислот больше плотности воды) и под действием теплоты может закипеть и начать разбрызгиваться вместе с кислотой. Поэтому, разбавляя концентрированные кислоты, обязательно следует наливать кислоту в емкость с водой, а не наоборот (рис. 35.2).