Хімія. Повторне видання. 8 клас. Попель

§ 24. Кислоти

Матеріал параграфа допоможе вам:

  • класифікувати кислоти за певними ознаками;
  • визначати валентність кислототворного елемента в кислоті;
  • складати графічні формули молекул кислот;
  • давати назви кислотам;
  • дізнатися про поширеність кислот у природі.

Склад і формули кислот. Майже всі оксиди неметалічних елементів взаємодіють з водою1. Продуктами цих реакцій є кислоти:

N2O5 + H2O = 2HNO3;

SO3 + H2O = H2SO4.

Оксиди, від яких походять кислоти, називають кислотними.

1 Один із винятків — оксид SiO2.

Кислоти, що є похідними оксидів, об’єднують у групу оксигеновмісних кислот (мал. 42). Їхня загальна формула — HmEOn.

Мал. 42. Кислоти: а — ортоборатна (борна); б — сульфатна (сірчана)

До кислот також зараховують водні розчини сполук неметалічних елементів VI і VII груп періодичної системи з Гідрогеном — HF, HCl, H2S та ін. Кислоти, утворені сполуками неметалічних елементів з Гідрогеном, називають безоксигеновими; вони мають загальну формулу HnE.

Усі кислоти — молекулярні речовини. У молекулі будь-якої кислоти міститься один або кілька атомів Гідрогену.

Кислоти — сполуки, молекули яких містять атоми Гідрогену, здатні під час хімічних реакцій заміщуватись на атоми (йони) металічних елементів.

Приклади відповідних реакцій:

Кислоти

HnE

HmEOn

Зважаючи на кількість здатних до заміщення атомів Гідрогену, всі кислоти поділяють на одноосновні (наприклад, HCl, HNO3), двоосновні (H2S, H2SO4), триосновні (H3PO4).1

1 Існують кислоти, у молекулах яких заміщення всіх атомів Гідрогену неможливе.

Частину молекули кислоти (атом або групу атомів), сполучену з атомом (атомами) Гідрогену, називають кислотним залишком.

За кількістю атомів Гідрогену в молекулі кислоти визначають валентність кислотного залишку. Якщо в молекулі кислоти один атом Гідрогену, кислотний залишок одновалентний, якщо два атоми — залишок двовалентний і т. д.:

Отже, поняття «валентність» використовують не лише щодо атома, а й щодо групи сполучених атомів.

• Які значення валентності кислотних залишків у кислотах HNO3 і H2S?

Хімічний елемент, що утворює кислоту, називають кислототворним. Покажемо, як можна обчислити значення його валентності в оксигеновмісній кислоті. Для прикладу візьмемо сполуку H2SO4. Запишемо над символами Гідрогену й Оксигену значення валентності цих елементів:

Кількість одиниць валентності для 4-х атомів Оксигену становить 2 • 4 = 8, а для 2-х атомів Гідрогену — 1 • 2 = 2. Значення валентності атома Сульфуру розраховуємо, віднявши від першого числа друге: 8 - 2 = 6. Отриманий результат укажемо над символом елемента:

Знаючи валентність кислототворного елемента в кислоті, можна легко визначити оксид, від якого вона походить. Наприклад, кислоті H2SO4 відповідає оксид SO3; у ньому Сульфур також шестивалентний.

Цікаво знати

Оксиди Хлору, які відповідають кислотам HClO2 і HClO3, не відомі.

• Визначте валентність Фосфору в кислоті H3PO4 і складіть формулу відповідного оксиду.

Для кислот використовують не лише хімічні формули, а й графічні. Необхідно враховувати, що кислототворні атоми в молекулах майже всіх оксигеновмісних кислот сполучені ковалентним зв’язком лише з атомами Оксигену.

ВПРАВА. Скласти графічну формулу молекули кислоти H2SO4.

Розв’язання

1-й спосіб. Сульфур у кислоті H2SO4 шестивалентний. Записуємо навколо кислототворного атома 6 рисок:

Цими рисками (одиницями валентності) сполучаємо атом Сульфуру з чотирма двовалентними атомами Оксигену. Двом атомам «виділяємо» по дві риски, а для двох інших залишається по одній:

До лівого і правого атомів Оксигену додаємо по одній рисці й дописуємо по атому Гідрогену:

2-й спосіб. Оскільки кислота H2SO4 є двоосновною, в її хімічній формулі виокремлюємо дві групи атомів ОН:

H2SO4 ⇒ SO2(OH)2.

Гідроксильна група одновалентна: -О-Н. З’єднуємо рискою кожну таку групу з атомом Сульфуру:

H-O-S-O-H.

Кожний із двох атомів Оксигену, що залишилися, сполучаємо з атомом Сульфуру двома рисками:

• Складіть графічну формулу молекули кислоти H3PO4.

Назви кислот. Кислоти мають хімічні й тривіальні назви (табл. 7).

Таблиця 7

Найважливіші кислоти

Формула

Назва*

хімічна

тривіальна

HF

Фторидна

Фтороводнева, плавикова

HCl

Хлоридна

Хлороводнева, соляна1

H2S

Сульфідна

Сірководнева

HNO2

Нітритна

Азотиста

HNO3

Нітратна

Азотна

H2CO3

Карбонатна

Вугільна

H2SiO3

Метасилікатна

Кремнієва

H2SO3

Сульфітна

Сірчиста

H2SO4

Сульфатна

Сірчана

H3PO4

Ортофосфатна

Фосфорна

* Наведено перші слова назв.

1 Кислоту названо соляною, оскільки раніше її добували із солі NaCl.

Назва кислоти складається із двох слів. Друге слово в усіх назвах — «кислота».

Перше слово хімічної назви кислоти походить від назви кислототворного елемента (хлоридна кислота — сполука Хлору). У цьому слові в разі безоксигенової кислоти міститься суфікс «ід» або «ид»: H2S — сульфідна кислота. У хімічних назвах оксигеновмісних кислот суфікси інші. Якщо кислототворний елемент виявляє у сполуці свою найвищу валентність, обирають суфікс

Тривіальні назви більшості кислот походять від назв простих речовин або сполук елементів із Гідрогеном.

Поширеність кислот у природі. На нашій планеті трапляється чимало кислот. Карбонатна кислота утворюється в результаті розчинення у природній воді вуглекислого газу СО2. Під час вивержень вулканів в атмосферу надходять сірководень H2S і сірчистий газ SO2. Перша сполука, розчиняючись у воді, утворює сульфідну кислоту, а друга, реагуючи з водою, — сульфітну. Шлунковий сік містить хлоридну кислоту.

Рослинний і тваринний світ багатий на кислоти, які належать до органічних сполук. Лимонна, яблучна, щавлева кислоти містяться в деяких фруктах, ягодах, овочах (мал. 43), мурашина кислота — в мурахах (тому їхні укуси досить відчутні), кропиві. Коли скисають молоко й вино, утворюються, відповідно, молочна й оцтова кислоти. Молочна кислота також є у квашеній капусті, силосі для худоби, організмах тварин, людини.

Мал. 43. Природні джерела органічних кислот

ВИСНОВКИ

Кислота — сполука, молекула якої містить один або кілька атомів Гідрогену, що можуть під час реакцій заміщуватися на атоми (йони) металічного елемента.

Розрізняють безоксигенові кислоти (загальна формула HnE) та оксигеновмісні (HmEOn). За кількістю здатних до заміщення атомів Гідрогену в молекулі кислоти поділяють на одноосновні, двоосновні, триосновні.

Для оксигеновмісної кислоти існує відповідний (кислотний) оксид. В обох сполуках кислототворний елемент виявляє одне й те саме значення валентності.

Кислоти мають хімічні й тривіальні назви.

Кислоти поширені в природі.

168. Наведіть означення кислоти. Що таке кислотний залишок?

169. У формулах кислот H2Te, HNO2, H3AsO4 підкресліть кислотні залишки і вкажіть їхню валентність.

170. За якими ознаками класифікують кислоти?

171. Запишіть формули кислот HClO3, HBr, H2TeO3, HF, HNO2, H2Se, H3AsO4 у відповідні стовпчики таблиці:

Кислоти

оксигеновмісні

безоксигенові

одноосновні

двоосновні

триосновні

172. Складіть графічні формули молекул кислот HI, HClO, H2TeO3.

173. Зобразіть графічні формули молекул кислот HIO3 і H2TeO4, попередньо виокремивши в хімічних формулах гідроксильні групи. Які значення валентності виявляють кислототворні елементи в цих сполуках? Запишіть хімічні формули відповідних оксидів Йоду і Телуру.

174. Установіть відповідність:

Формула кислоти

  • 1) H2SeO3;
  • 2) H2Se;
  • 3) H2SeO4;

Назва кислоти

  • а) селенідна;
  • б) селенатна;
  • в) селенітна.

175. Яка кількість речовини кожного хімічного елемента міститься (усно):

  • а) в 0,1 моль нітратної кислоти;
  • б) в 0,5 моль сульфатної кислоти?

176. Взято 6,2 г борної кислоти Н3ВО3. Визначте кількість речовини кислоти. (Усно.)

177. Обчисліть масові частки хімічних елементів у фторидній кислоті. (Усно.)

178. Існують дві оксигеновмісні кислоти з однаковими значеннями молярних мас — 98 г/моль. Назвіть ці кислоти і напишіть їхні хімічні формули.

ГДЗ до підручника можна знайти тут.