Свойства кислот в свете ТЭД

Она жжётся и кусается,

Если к нам на руки проливается.

Дырки в брюках оставляет

И бумагу прожигает.

Вот такая вот она –

Эта наша …!

Кислоты – это электролиты, при диссоциации которых в водных растворах в качестве катионов образуются ионы водорода. Именно наличие ионов водорода обуславливает общие свойства всех кислот.

Рассмотрим свойства, характерные для всех кислот.

Все растворы кислот изменяют окраску индикаторов. Изменение окраски индикаторов связано с наличием у кислот ионов водорода, образующихся при диссоциации кислот.

HCl = H⁺ + Cl^-

HNO₃ = H⁺ + NO₃^-

HNO₂ ⇆ H⁺ + NO₂^-

Если мы в раствор  кислоты добавим несколько капель лакмуса, то раствор окрасится в красный цвет, т.е. в кислотах лакмус изменяет окраску с фиолетовой на красную, если мы в раствор  кислоты добавим несколько капель метилового оранжевого, то раствор кислоты станет тоже красного цвета, т.е. и метиловый оранжевый в кислотах изменяет свою окраску с оранжевой на красную. Фенолфталеин не изменяет свою окраску в присутствии кислот.

Действие кислот на индикаторы

Кислоты реагируют с основаниями: как с растворимыми, так и с нерастворимыми. При этом образуется соль и вода. Этот тип реакций относится к реакциям обмена.

Кислота + основание = соль + вода

Например, если мы в пробирку с гидроксидом натрия добавим несколько капель фенолфталеина, то раствор щёлочи окрасится в малиновый цвет, а затем сюда же добавим раствор соляной кислоты, то малиновая окраска исчезает. Окраска исчезает, т.к. в результате этой реакции образуется соль и вода. Образование соли можно легко подтвердить: если мы  на предметное стекло капнем несколько капель раствора и выпарим, то на стекле появятся кристаллы соли.

NaOH + HCl = NaCl + H₂O

ОН^- + Н⁺ = Н₂О

Аналогично кислоты реагируют с нерастворимыми основаниями. Получим, например, нерастворимое основание – гидроксид железа (III). Для этого, в раствор сульфата железа (III) добавим несколько капель гидроксида калия, при этом образуется осадок бурого цвета – это гидроксид железа (III). К этому нерастворимому основанию добавим соляной кислоты, осадок растворяется, т.к. образуется соль и вода. Если мы этот раствор соли поместим на предметное стекло и выпарим, то на стекле появятся кристаллы  жёлтого цвета – это кристаллы соли хлорида железа (III).

Fe₂(SO₄)₃ + 6КOH = 2Fe(OH)₃↓ + 3К₂SO₄

Fe(OH)₃ + 3HCl = FeCl₃ + 3H₂O

Fe(OH)₃ + 3H⁺ = Fe³⁺ + 3H₂O

Кислоты также вступают в реакцию обмена с  оксидами металлов. В результате реакции образуется соль и вода.

Кислота + оксид металла = соль + вода

Поместим в пробирку оксид металла – оксид меди (II), он чёрного цвета, нальём в эту же пробирку раствор серной кислоты и слегка нагреем содержимое пробирки. У нас протекает реакция, в результате которой образуется соль – сульфат меди  (II) и вода. Доказать, что в реакции образовалась соль можно так же, как и в предыдущих опытах, для этого следует несколько капель раствора поместить на предметное стекло и выпарить.

CuO + H₂SO₄ = CuSO₄ + H₂O

CuO + 2H⁺ = Cu²⁺ + H₂O

Кислоты реагируют с металлами, эти реакции относятся к реакциям замещения, при этом образуется соль и выделяется водород.

Кислота + металл = соль + водород

Для того чтобы реакция между кислотой и металлом прошла, необходимы следующие условия:

·        Металл должен находиться в ряду напряжений до водорода.

·        Должна получиться растворимая соль.

·        Нерастворимые кислоты не вступают в реакцию с металлами.

·        Концентрированный раствор серной и растворы азотной кислоты иначе реагируют с металлами.

Для этого подтверждения поместим в четыре пробирки металлы: в первую пробирку – цинк,  во вторую – алюминий, в третью – свинец, четвёртую – медь. В первую и третью пробирку нальём раствора серной кислоты, во вторую и четвёртую – раствора соляной кислоты. Понаблюдаем за изменениями. В первой и второй пробирке наблюдается выделение водорода, в третьей и четвёртой – нет.  В пробирке со свинцом и серной кислотой реакция не пошла, т.к. в результате образуется нерастворимая соль, которая покрывает всю поверхность металла защитной плёнкой. В четвёртой пробирке также изменений нет, т.к. медь стоит в ряду напряжений металлов после водорода.

Zn + H₂SO₄ = ZnSO₄ + H₂↑

Zn⁰ + 2H⁺ = Zn²⁺ + H₂⁰↑

2Al + 6HCl = 2AlCl₃ + 3H₂↑

2Al⁰ + 6H⁺ = 2Al³⁺ + 3H₂⁰↑

Pb + H₂SO₄ ≠

Cu + HCl ≠

Реакция кислот с солями относится к реакциям обмена, при этом образуется новая кислота и новая соль. Эти реакции протекают в том случае, если образуется осадок или газ.

Кислота + соль = новая кислота + новая соль

Проведём опыт: для этого в первую пробирку нальём соляной кислоты и силиката натрия, во вторую – серной кислоты и карбоната калия, в третью – соляной кислоты и хлорида бария. Посмотрим за изменениями: в первой пробирке мы наблюдаем образование студенистого осадка, во второй – выделение газа, а в третьей – изменений нет. В двух пробирках реакции прошли, т.к. выполнялись следующие условия: в первой – образование осадка, во второй – выделение газа.

2HCl + Na₂SiO₃ = 2NaCl + H₂SiO₃↓

2H⁺ + SiO₃^2- = H₂SiO₃↓

H₂SO₄ + K₂CO₃ = K₂SO₄ + CO₂↑ + H₂O

2H⁺ + CO₃^2- = CO₂↑ + H₂O

HCl + BaCl₂ ≠

Подведем итог. Кислоты изменяют окраску индикаторов,  реагируют с основаниями, оксидами металлов, при определённых условиях реагируют с металлами и солями.