Складні неорганічні речовини: кислоти і основи
Серед складних неорганічних речовин великий інтерес представляють кислоти і підстави (луги). До складу кислот входять атоми водню, здатні в ході електролітичної дисоціації відщеплюютьсяу вигляді іонів Н + від іншої частини молекули. Найбільш відомими кислотами є сірчана (H2SO4), азотна (HNO3), фосфорна (H3PO4), вугільна (H2CO3), соляна (HCl). При електролітичної дисоціації кислот утворюються позитивно заряджені іони водню Н + (катіони) і негативно заряджені аніони (HSO-4 або SO2-4, H2PO4, Cl – і т. Д.), Які називають кислотними залишками. Таким чином, в розчинах, що містять кислоти, завжди присутня велика кількість іонів водню. Чим більше концентрація іонів водню в розчині, тим більшою кислотністю він володіє.
При електролітичноїдисоціації підстав як аніону утворюється негативно заряджений іон ОН-, який називають гідроксилом або гідроксид-іоном. До підстав відносяться гідроксиди натрію (NaOH), калію (KOH), кальцію (Ca (OH) 2) та ін. Розчинні у воді підстави називають лугами.
Одночасно слабкою кислотою і слабкою основою є вода. У звичайних умовах вода дуже слабо дисоціює з утворенням іонів Н + і ОН-. Вміст іонів в ній мало, тому вода погано проводить електричний струм. В 1 л чистої води при кімнатній температурі міститься 10-7 моль, т. Е. 6,02 1016 катіонів водню і така ж кількість гідроксид-іонів. Середовище, в якому концентрації іонів Н + і ОН рівні, називають нейтральною. Якщо концентрація іонів водню [H +] в розчині перевищує концентрацію гідроксід – іонів [OH-], то розчин має кислотне середовище, а якщо більше гідроксид-іонів [OH-] – лужну.
Ступінь кислотності або лужності розчину характеризують так званим водневим показником – рН. Він являє собою узятий з оберненим знаком показник ступеня концентрації іонів водню в розчині, виражений в моль / л.
У нейтральному середовищі [H +] = [OH-], pH = 7,0 (чиста вода).
У кислотному середовищі [H +]> [OH -], pH <7,0.
У лужному середовищі [H +] <[OH-], pH> 7,0.
У шлунковому соку людини міститься соляна кислота, яка диссоциирована на іони H + і Cl-. Концентрація іонів водню в шлунковому соку дорівнює 0,01 або 10-2 моль / л. Це значно більше, ніж їх концентрація у воді. Тому шлунковий сік є дуже кислим, а його рН ≈ 2,0.
У лужних розчинах концентрація іонів водню знижена і відповідно підвищений вміст іонів ОН-. Наприклад, кров людини має слабку лужною реакцією (рН ≈ 7,3-7,5). Більшість вживаються в їжу продуктів та напоїв мають слабокислу реакцію. Так, рН яблучного соку близько 3, кава – приблизно 5, чаю – близько 6, а молока – трохи менше 7. Лужний реакцією володіє розчин питної соди, розчини мила і пральних порошків.
Деякі речовини здатні змінювати свій колір залежно від кислотності середовища. У хімії такі речовини використовують як індикатори, за допомогою яких можна розрізнити кислі, лужні і нейтральні розчини. Прикладами індикаторів є фенолфталеїн і лакмус. Однак побачити подібну реакцію можна за допомогою звичайних продуктів. Візьміть трохи вишневого, журавлинного або іншого корисного соку і капніть в нього трохи розчину харчової соди. Сік негайно змінить колір на синій чи фіолетовий. Це відбувається тому, що при додаванні соди створюється лужна реакція, і що міститься в соку пігмент втрачає червоне забарвлення, якою він володів в кислому середовищі.
Не всі кислоти і підстави в рівній мірі здатні до дисоціації. Ті з них, значна частина молекул яких розпадаються при розчиненні у воді на іони, називають сильними кислотами або сильними основами відповідно. Ті, в яких дисоціює лише невелика частина молекул, називають слабкими кислотами або слабкими підставами. Так, соляна, сірчана і азотна кислоти – сильні, а вугільна кислота – слабка.
Гідроксиди натрію і калію є сильними основами, а нашатирний спирт (розчин аміаку у воді) – слабкою основою. Сильні кислоти і луги мають дуже високу хімічну активність, здатні розчиняти і руйнувати багато матеріалів, а їх зіткнення з шкірою або зі слизовими оболонками можуть викликати опіки (рис. 136).
Перевірте свої знання
1. На які іони дисоціюють кислоти і підстави при розчиненні у воді?
2. Як змінюється значення pH в залежності від ступеня кислотності або лужності розчинів? Чому дорівнює pH чистої води?
3. Які з харчових або побутових речовин мають кислу, а які – лужну реакцію?
4. Чим різняться сильні і слабкі кислоти і підстави?
(1 votes, average: 5.00 out of 5)