Хімія. 8 клас. Попель

§ 35. Способи добування кислот

Матеріал параграфа допоможе вам:

• обирати способи добування кислоти залежно від її складу і властивостей;
• визначати умови, за яких можна здійснити реакцію обміну з утворенням кислоти.

Перш ніж обрати спосіб добування кислоти, потрібно з’ясувати, безоксигеновою чи оксигеновмісною вона є, а також — сильною чи слабкою, леткою чи нелеткою, розчинною чи нерозчинною у воді.

• Які кислоти називають безоксигеновими, оксигеновмісними? Наведіть приклади сильних, слабких, летких, нелетких кислот. (За потреби зверніться до матеріалу § 25 і 30.)

Реакція між воднем і неметалом. Це — спосіб добування безоксигенових кислот:

Продукти таких реакцій — хлороводень, сірководень, інші газоподібні сполуки неметалічних елементів VI або VII групи з Гідрогеном — розчиняють у воді й отримують кислоти.

Взаємодію хлору з воднем покладено в основу промислового виробництва хлоридної кислоти.

Реакція між кислотним оксидом і водою. Таку реакцію використовують для добування оксигеновмісних кислот¹:

SO₃ + HgO = H₂SO_4;

Ρ₂Ο₅ + 3Н₂О = 2Н₃РО₄.

¹ Силіцій(IV) оксид з водою не взаємодіє.

Перша реакція відбувається на завершальній стадії виробництва сульфатної кислоти. Здійснювати аналогічну реакцію між оксидом Ν₂Ο₅ і водою для промислового добування нітратної кислоти недоцільно, бо нітроген(V) оксид є нестійким. Вихідною речовиною слугує інший оксид Нітрогену:

4ΝO₂ + О₂ + 2Н₂О = 4ΗΝO₃.

Реакція між сіллю та кислотою. На цій реакції ґрунтується загальний спосіб добування кислот — і безоксигенових, і оксигеновмісних. Продуктами є інші сіль і кислота.

Реакцію обміну між сіллю і кислотою можна здійснити з використанням розчинів цих сполук, якщо задовольняється одна із двох умов:

• продукт реакції — нова сіль або нова кислота — нерозчинний у воді (це з’ясовуємо за таблицею розчинності):

ВаСl₂ + H₂SO₄ = BaSO₄↓ + 2НСl;

Na₂SiO₃ + 2HNO₃ = 2NaNO₃ + H₂SiO₃↓;

• кислота, яку потрібно добути, є слабкою, а кислота, що вступає в реакцію, — сильною (відповідна інформація міститься в § 30):

K₂S + 2НСl = 2КСl + H₂S.

Для добування сильної леткої кислоти реакцію здійснюють не в розчині, а між твердою сіллю й нелеткою кислотою. Взаємодії речовин сприяє нагрівання:

ВПРАВА. Чи можна добути хлоридну кислоту за реакцією між калій хлоридом і сульфатною кислотою? Якщо так, то за яких умов?

Розв’язання

Продуктами реакції мають бути нові сіль і кислота:

КСl + Η₂SO₄ → K₂SO₄ + НСl.

За таблицею розчинності з’ясовуємо, що всі сполуки розчинні у воді. Сульфатна і хлоридна кислоти — сильні, але різняться за фізичними властивостями: перша — нелетка, а друга — летка (це водний розчин газу хлороводню). Тому реакцію можна здійснити лише за відсутності води; хлороводень виділятиметься із реакційної суміші.

Отже, для добування хлороводню і хлоридної кислоти потрібно взяти твердий калій хлорид і чисту сульфатну кислоту або її концентрований розчин. Щоб прискорити взаємодію твердої й рідкої речовин, слід нагрівати їхню суміш. (У розчині реакції обміну відбуваються миттєво.)

Запишемо відповідне хімічне рівняння, вказавши умови здійснення реакції (мал. 72):

Мал. 72. Добування хлороводню і хлоридної кислоти

Викладений матеріал узагальнює схема 13.

Схема 13

Добування кислот

Безоксигенові кислоти добувають за реакціями водню з неметалами із подальшим розчиненням газоподібних сполук Гідрогену у воді.

Оксигеновмісні кислоти добувають взаємодією кислотних оксидів з водою.

Загальний спосіб добування кислот ґрунтується на реакції обміну між сіллю та кислотою.

• 280. Запропонуйте по два способи добування фторидної та ортофосфатної кислот. Напишіть відповідні хімічні рівняння.
• 281. Допишіть схеми реакцій і перетворіть їх на хімічні рівняння:

а) Сl₂O₇ + Н₂O →

б) NaNO₂ + Н₃РО₄ →

H₂SO₄ + Pb(NO₃)₂ →

HBr + К₂СО₃ →

• 282. Заповніть пропуски формулами сполук і перетворіть схеми на хімічні рівняння, вказавши умови, за яких взаємодіють речовини:

а) СаСl₂ + ... → НСl + ...;

б) Ba(NO₃)₂ + ... → HNO₃ + ...;

Na₂SiO₃ + ... → H₂SiO₃ + ...;

K₂SO₃ + ... → ... + SO₂ + H₂O.

Чи можна використати в усіх чотирьох реакціях сульфатну кислоту? Відповідь обґрунтуйте.

• 283. Яку оксигеновмісну кислоту не можна добути із відповідного оксиду і води?
• 284. Яку масу натрій нітрату необхідно взяти для добування 50,4 г нітратної кислоти?
• 285. Обчисліть кількість речовини ортофосфатної кислоти, яка утворюється при взаємодії 14,2 г фосфор(V) оксиду із достатньою кількістю води.