Учебник по Химии. 8 класс. Григорович - Новая программа

§ 34. Кислоты: физические свойства, распространенность и применение

Вспомните:

• как по формулам отличить кислоты (§ 28);

• свойства твердых веществ с молекулярной кристаллической решеткой (§ 23).

Физические свойства кислот

Оксигенсодержащие кислоты — вещества молекулярного строения. Это обусловливает их некоторые физические свойства: кислоты представляют собой жидкости или легкоплавкие твердые вещества. Так, наиболее распространенные кислоты — сульфатная H2SO4 и нитратная ΗΝO3 — при обычных условиях являются жидкостями, ортофосфатная Н3РO4, боратная Н3ВO3, силикатная H2SiO3 — твердые вещества.

Безоксигеновые кислоты — флуоридная HF, хлоридная НСl, бромидная НВr, йодидная HI и сульфидная H2S — это водные растворы газов, у которых такая же формула, что и у соответствующей кислоты.

Сульфитная H2SO3 и карбонатная Н2СO3 кислоты — это продукты взаимодействия сульфур(ІV) оксида SO2 и карбон(ІV) оксида СO2 с водой, поэтому они хорошо растворимы в воде. Большинство неорганических кислот также растворимы в воде. В лабораториях обычно используют именно разбавленные растворы кислот. Исключением является силикатная кислота H2SiO3 — она нерастворима в воде.

В разбавленных растворах кислоты обычно не имеют запаха, но растворы некоторых кислот со значительной концентрацией обладают характерным запахом. Все концентрированные растворы безоксигеновых кислот имеют запах соответствующих газов вследствие их летучести.

Разумеется, все кислоты кислые на вкус, в связи с чем и получили такое название.

• Слово «уксус» происходит от греческого слова оксос, которое означает «кислый». В древности он был единственной известной пищевой кислотой, поэтому его название отождествлялось с представлением о кислой сущности. Поэтому древним грекам было бы сегодня удивительно услышать наш термин «уксусная кислота», что буквально означает «кислая кислота».

• В Средние века одним из основных способов исследования новых веществ был органолептический метод. Ученый должен был самостоятельно исследовать запах и вкус веществ, большинство из которых, в частности кислоты, были ядовитыми или едкими. Чтобы уменьшить риск отравления, алхимики пробовали новые вещества кончиком языка. Спустя некоторое время кончик языка отмирал, и язык алхимиков часто становился похожим на раздвоенный язык змеи, из-за чего обычные люди их очень боялись.

Распространенность кислот в природе

Во время грозы в атмосфере образуется большое количество кислот, в частности сульфатной и нитратной, которые выпадают на землю с дождем. Например, ежегодно нитратной кислоты выпадает на землю значительно больше, чем вырабатывает мировая промышленность.

Газированная вода — это раствор карбонатной кислоты. Небольшие примеси карбонатной кислоты содержит даже пресная вода благодаря растворению в ней углекислого газа из воздуха.

Сульфидная кислота содержится в некоторых минеральных водах. Богаты этой кислотой природные источники в Закарпатской и Львовской областях. Значительным является ее содержание в водах Черного моря на глубине свыше 100 м, поэтому там почти отсутствуют живые организмы.

Овощи и фрукты содержат органические кислоты. Как правило, их название происходит от продуктов, в которых они были открыты. В яблоках содержится яблочная кислота, в лимонах — лимонная. Также известны щавелевая, виноградная, янтарная кислоты и т. д.

Желудочный сок содержит хлоридную кислоту в концентрации почти 0,6 %. Кислая среда желудка способствует пищеварению и уничтожает болезнетворные бактерии.

При выполнении физических упражнений в мышцах накапливается молочная кислота. Она — причина боли в мышцах. Молочная кислота также образуется при скисании молока или квашении капусты.

Яд муравьев и пчел содержит муравьиную кислоту. Она содержится также в волосках жгучей крапивы. Муравьиная кислота — очень едкое вещество и при попадании в рану при укусах разъедает кожу.

Использование кислот

Значительные объемы сульфатной кислоты тратятся для переработки нефти в горючее, а также при производстве цветных металлов, моющих средств, лекарств и красителей, взрывчатых веществ, аккумуляторов и спичек.

Нитратная кислота необходима для производства минеральных удобрений, лекарств, взрывчатых веществ, лаков и красок. Она является компонентом ракетного топлива.

Хлоридную кислоту используют для обработки и получения металлов, в производстве сахара и виноделии, при изготовлении моющих средств, лекарств, красителей и пластмасс.

Ортофосфатную кислоту в значительных количествах используют при производстве минеральных удобрений, противокоррозионных покрытий для металлов, стоматологических препаратов, при изготовлении напитков.

Немало кислот применяют в пищевой промышленности. И не только в качестве вкусовых приправ для придания кислого вкуса. Кислоты (уксусную, лимонную, бензойную, винную) используют как консерванты для замедления порчи продуктов.

Уксус, используемый в быту для маринования продуктов, а также для приготовления приправ, — это 6%-й или 9%-й водный раствор уксусной кислоты.

Почти у каждого в домашней аптечке есть аскорбиновая кислота (витамин С), ацетилсалициловая кислота (аспирин) и боратная кислота (ее спиртовой раствор используют для дезинфекции).

• В XIX в. появились так называемые «макальные спички», которые загорались не от трения, а при макании их в концентрированную сульфатную кислоту. Вместе с этими спичками продавали емкости с кислотой. Но, разумеется, пользоваться ими было крайне неудобно и опасно.

Выводы

1. Большинство кислот — это бесцветные твердые или жидкие вещества. Безоксигеновые кислоты — это растворы соответствующих газов в воде. На практике обычно используют не чистые кислоты, а их разбавленные растворы.

2. Кислоты — очень распространенные в природе вещества. Много неорганических кислот содержится в воде Мирового океана и в дождевой воде, куда они попадают из воздуха в результате вулканической деятельности или грозы. Органические кислоты содержатся в овощах, фруктах и животных организмах.

3. Неорганические кислоты — очень важные для промышленности вещества. Чаще всего используют сульфатную, нитратную, хлоридную и ортофосфатную кислоты.

Контрольные вопросы

1. Опишите физические свойства кислот.

2. Какие кислоты являются растворами газообразных веществ в воде?

3. Используют ли в лабораторной практике чистые кислоты?

4. Можно ли отличить кислоты от других веществ по запаху? цвету? вкусу? Приведите примеры.

5. Опишите, насколько распространены кислоты в природе.

6. Опишите, как применяются кислоты в промышленности и быту.

7. Почему при заготовке овощей на зиму хозяйки используют в качестве консерванта раствор уксусной, щавелевой или лимонной кислоты?

Задания для усвоения материала

1. Составьте формулы кислот, из которых образованы следующие соли: К2СO3, Na3PO4, Fe(NO3)3, K2SiO3.

2. Как вы считаете, формула какого соединения является «лишней» в перечне: Н2СO3, КОН, H2SO3, H2SO4, HCl? К какому классу неорганических соединений оно относится?

3. Определите относительную плотность гидроген хлорида: а) по водороду; б) воздуху; в) гелию.

4. Определите, в каком образце содержится больше атомов Оксигена: а) 3,7 моль H2SO4 или 100 г СаО; б) 78,4 л СO2 или 4,2 моль NaOH.

5. Массовая доля сульфатной кислоты в растворе составляет 4,9 %. Вычислите количество вещества этой кислоты в таком растворе массой 200 г.