Загальна і неорганічна хімія. Частина 2
іржання кисню в кислотному залишку:
а) безкисневі - Н "Х, де X - галоген, халькоген або неорганічний радикал типу CN, NCS і ін. Наприклад, НС1, H2S, HCN.
б) кисень (оксокислоти), із загальною формулою Н "ЕОот, де
Е - Кислотоутворююча елемент. Деякі оксокислоти можуть містити
кілька атомів кислотоутворюючого елемента, наприклад Н4Р207, H2S207.
При цьому однотипні фрагменти пов'язані через атом кисню: Е-О-Е,
У таких кислотах однакові фрагменти можуть утворювати як відкриті
ланцюги, наприклад, H2S207, так і циклічні структури, наприклад, (НРОз) ":
Піросерная кіслоіта Метафосфорная кислота
Оксокислоти характерні для багатьох хімічних елементів, особливо для елементів у високих ступенях окислення (+3 і вище).
3 °. За основності. Основность кислот - число іонів водню, які відщеплюються від молекули кислоти при її дисоціації або обмінюються на катіони металу при взаємодії кислоти з підставою або з металом.
За основності кислоти діляться на одноосновні (HNO3, НС1) двохосновні (H2SO4), трьох- (Н3РО4) і т. Д.
Переважно в оксокислот атоми водню пов'язані з атомами кисню, а не з центральним атомом аниона. Саме ці атоми водню і отщепляются при дисоціації кислоти у водному розчині з утворенням катіонів гідроксонію (НЗО +) і беруть участь в реакції нейтралізації тобто визначають основність кислоти. Для неорганічних кислот, як правило, загальне число атомів водню в молекулі відповідає основності кислоти, але це не завжди так.
У деяких кислотах є атоми водню пов'язані безпосередньо з атомом кислотоутворюючого елемента, такі атоми водню не обмінюється на іон металу, т. Е. Не визначають основність кислоти.
Н3РО4 Н3РО3 H3PO2
ортофосфорна фосфористая фосфорноватистой
кислота кислота кислота
Основность кислоти: 3 2 1
Для органічних кислот загальне число атомів водню в молекулі, в переважній більшості випадків, не відповідає основності кислоти. Основность органічних кислот визначається числом карбоксильних груп в молекулі, наприклад,
одноосновная кислота двухосновная кислота
Багатоосновні кислоти дисоціюють ступінчасто і можуть утворювати кілька рядів солей, наприклад, сірчана кислота - кислота двухосновная, дисоціює за двома ступенями:
H2S04 ^ H + + HS04 ^ 2Н + + SO
утворює два ряди солей:
), Наприклад, Na2S04 - сульфат натрію,
гидросульфати (HS04), наприклад, NaHS04 - гидросульфат натрію або кислий сульфат натрію.
4 °. Сила кислот. Сила кислоти (як і будь-якого іншого електроліту) визначається ступенем дисоціації, а, яка дорівнює відношенню кількості продіссоцііровавшіх молекул до загальної кількості молекул даного електроліту в розчині, тобто частку продіссоцііровавшіх молекул, її можна також висловлювати в процентах:
Для характеристики сили електролітів застосовують також константу дисоціації (константу рівноваги реакції дисоціації):
Нап + Н20 Н30 + + An "
Так як концентрацію води в водних розчинах можна прийняти за постійну величину, її можна включити в константу рівноваги:
Величину Ка називають константою іонізації кислоти (індекс «а» - від англійського acid - кислота), в чисельнику зазвичай вказують не концентрацію катіонів гідроксонію, а концентрацію іонів водню.
Якісно силу кислот можна оцінити за правилом Полінга: якщо уявити формулу оксокислоти в загальному вигляді - H "30w t то по різниці
т - п -0 - кислота дуже слабка, НСЮ т - п-\ - кислота слабка, HCIO2 т-п = 2 - кислота сильна, НСЮз т - п = 3 - кислота дуже сильна, НСЮ4.
Для многоосновних кислот для кожного ступеня дисоціації можна записати свою константу іонізації, причому, як правило, кожна наступна константа менша за попередню на кілька порядків:
(Наприклад, для фосфорної кислоти К3 = 5, - \ (Г13).
Заміна одного атома кисню в оксокислот на атом фтору веде до різкого збільшення сили кислоти. Прикладом може служити фторсульфо-нова кислота HSO3F. Такі кислоти отримали назву суперкислоти. До цього ж класу кислот відносяться і кислоти з комплексним аніоном, наприклад HSbFg.
5 °. За стійкістю. Деякі оксокислоти існують тільки у водних розведених розчинах і є термічно нестійкими. Отримати їх в індивідуальному вигляді неможливо, наприклад Н2СО3, H2S03, НСЮ, НСЮ2. У той же час є стійкі до нагрівання кислоти, наприклад, сірчана H2S04 (/ КІП. = 296,5 ° С).
6 °. За розчинності. За розчинності кислоти діляться на розчинні, такі як HNO3, Н3РО4, і нерозчинні у воді - SiC> 2 • х Н20, Н2Мо04.
7 °. За співвідношенням води і кислотного оксиду. За цією ознакою кислоти діляться на орто-, пі