Совет 1: Как определить основность кислоты

Неорганические кислоты – это сложные вещества, имеющие в своем составе атомы водорода и кислотный остаток. Существует несколько классификаций кислот – по растворимости в воде, наличию или отсутствию кислорода (бескислородные или кислородсодержащие), по летучести (летучие, нелетучие), а также по основности.
Вам понадобится
  • - перечень кислот.
Инструкция
1
Чтобы определить основность кислоты, обязательно обратите внимание на количество атомов водорода, которых у соединений этого класса, в большинстве случаев, бывает от одного до трех. Таким образом, если в состав кислот входит один атом водорода, то кислота одноосновная, если два атома водорода – двухосновная, а три атома – трехосновная. Четырех- и более основные кислоты также существуют, хотя встречаются крайне редко. Принцип определения основности у них аналогичный.
2
Одноосновные кислоты. В любой неорганической кислоте на первом месте в формуле стоит атом водорода. У одноосновных кислот у каждой кислоты только один атом водорода.HF – фтороводородная (плавиковая)HCl – хлороводородная (соляная)HBr - бромоводороднаяHI - йодоводороднаяHNO3 - азотнаяHNO2 – азотистаяHPO3 - метафосфорная
3
Двухосновные кислоты. У кислоты такого рода в формуле всегда два атома водорода, которые и определяют ее основность.H2CO3 - угольнаяH2SO3 - сернистаяH2SO4 - сернаяH2S - сероводороднаяH2SiO3 – кремниевая
4
Трехосновные кислоты. Для них характерно наличие в формуле трех атомов водорода. Трехосновных неорганических кислот очень мало.H3PO4 - ортофосфорнаяH3BO3 - борная
5
Четырехосновные кислоты. Имеют в своем составе четыре атома водорода.H4P2O7 - пирофосфорнаяH4SiO4 – ортокремниевая
6
Органические кислоты также классифицируются по основности. Для них характерно наличие карбоксильных групп (-СООH), которые обусловливают их свойства. Их количество и определяет основность.Одноосновные кислоты имеют в своем составе одну карбоксильную группу:CH3COOH уксусная (этановая)CH3-CH2-CCOH пропионовая (пропановая)
7
Двухосновные кислоты имеют в формуле две карбоксильные группы. HOOC–COOH щавелевая кислотаHOOC–CH2–COOH малоновая кислотаHOOC–CH2–CH2–COOH янтарная кислота
8
Трех- и более основные кислоты соответственно могут содержать три и более карбоксильных групп. Например, сюда можно отнести трехосновную оксикислоту – лимонную.

Совет 2: Как определить растворимость

Что такое растворимость? Возьмите щепотку поваренной соли и бросьте ее в стакан воды. Перемешайте. Количество соли начнет быстро уменьшаться, через несколько секунд она исчезнет. Разумеется, она никуда не делась – просто перешла в раствор. Добавьте новую порцию, перемешайте. С нею произойдет то же самое. Это значит, что поваренная соль (хлорид натрия) растворима в воде. А насколько хорошо она растворима? Как вообще можно определить растворимость вещества?
Инструкция
1
Налейте в стакан ровно 100 граммов воды (100 мл) и начните при перемешивании насыпать туда точные навески соли. Вы увидите, что легко растворится и 5 граммов хлористого натрия, и 10, и 15, и 20. По принятым у химиков правилам, хорошо растворимым считается то вещество, 10 и более граммов которого растворяется в 100 граммах воды при нормальных условиях. Соответственно, если растворяется 1 грамм и менее, то это – малорастворимое вещество. Если же растворяется совсем малое количество вещества – менее 0,01 грамма, оно считается практически нерастворимым. Например, сульфат бария или бромид серебра.
2
Продолжите опыт. Вы заметите, что новые порции хлорида натрия растворяются все медленнее и медленнее, несмотря на интенсивное перемешивание. И, наконец, растворение прекращается, когда в 100 граммах воды находится 35,9 грамма хлористого натрия. Это значит, что раствор стал насыщенным, то есть новые порции вещества в нем при нормальных условиях уже не растворяются.
3
Таким образом, растворимость можно определить опытным путем, поочередно добавляя к воде строго отмеренные навески вещества и перемешивая.
4
Остается ли растворимость все время постоянной? Нет. И это тоже легко проверить опытным путем. Начните нагревать насыщенный раствор хлорида натрия, постепенно присыпая к нему новые количества соли. Вы увидите, что растворимость, хоть и понемногу, повышается. Например, при 50-и градусах в 100 граммах воды растворяется 36,8 граммов соли, при 80-и градусах – 38,1 грамма, а в кипящей воде растворяется уже 39,4 грамма соли.
5
Это лишь частный пример. У некоторых веществ растворимость с повышением температуры резко возрастает, у некоторых, напротив, уменьшается. Растворимость газов же с повышением температуры уменьшается, поскольку их молекулам при таких условиях легче покидать раствор.
6
Существуют «таблицы растворимости», в которых вещества, образуемые разными анионами и катионами, четко подразделены на хорошо растворимые, мало растворимые и практически нерастворимые. Их можно с успехом использовать, например, для проверки предположения, протечет ли реакция до конца (если одним из продуктов реакции будет малорастворимое или практически нерастворимое соединение).
Источники:
  • Таблица растворимости
  • растворимость поваренной соли

Совет 3: Как вычислить основность

Кислоты – особый класс химических соединений, включающий в себя большое количество веществ. Их водные растворы кислые на вкус, они обладают раздражающим действием. Кислоты бывают самыми разными и подразделяются по многим признакам: силе, устойчивости, содержанию кислорода или его отсутствию, летучести, растворимости. Есть еще один признак, который называется основность.
Инструкция
1
Чтобы определить основность кислоты, оцените химическое соединение, оно может быть неорганическим и органическим. Дело в том, что любая неорганическая кислота состоит из одного или нескольких ионов водорода и аниона кислотного остатка. Органическая же состоит из углеводородной основы (в некоторых случаях, например, у аминокислот в состав молекулы входят еще радикалы, содержащие азот) и одной или нескольких функциональных карбоксильных групп: - СООН.
2
Если вы имеете дело с неорганической кислотой, величина ее основности определяется количеством ионов водорода в молекуле. Вот, например, соляная кислота (HCl). Ее молекула состоит из одного иона водорода и одного иона хлора, следовательно, она одноосновная. Фтористоводородная (или плавиковая) кислота (HF) – тоже одноосновная. Одноосновной кислотой является азотная (HNO3).
3
А если бы речь шла об органической кислоте? Например, об имеющемся в доме уксусе, ведь это уксусная кислота с формулой СН3 – СООН. Какова ее основность? Посмотрите, сколько функциональных карбоксильных групп в ее составе. Всего одна, значит, эта кислота тоже одноосновная.
4
Наверняка вам приходилось видеть процесс гашения соды, то есть когда на пищевую соду (NaHCO3) воздействовали уксусом. Тут же начиналось бурное шипение. Почему? Да потому, что образовывалась очень слабая угольная кислота (Н2СО3), которая практически сразу разлагалась на воду и углекислый газ, происходила реакция: Н2СО3 = СО2 + Н2О. Вот эта кислота – двухосновная, поскольку в составе ее молекулы два иона водорода. Кстати, большинство других двухосновных кислот, например, сероводородная Н2S или сернистая H2SO3 тоже слабые. Исключение составляет, пожалуй, только широко известная серная кислота (H2SO4). Она очень сильная.
5
А что у органических кислот? Например, щавелевая кислота (НООС–СООН) тоже двухосновная, ведь в ее составе две карбоксильные группы. Существуют и трехосновные неорганические кислоты, например, борная (Н3ВО3), ортофосфорная (Н3РО4), лимонная (C6H8O7).
Обратите внимание
Проверять на язык раствор кислоты категорически не рекомендуется. Ведь многие из этих веществ очень едкие и ядовитые.

Совет 4: Как получить пропионовую кислоту

В промышленности пропионовую кислоту получают гидроксикарбоксилированием этилена. Также она образуется в результате пропионовокислого брожения.
Пропионовая кислота является побочным продуктом многих процессов, что позволяет использовать их для ее выделения.
Пропионовую кислоту можно получить двумя способами: пропионовокислым брожением и гидрокарбоксилированием этилена. Второй способ на данный момент считается самым распространенным в промышленности. Есть и другие менее известные способы получения пропионовой кислоты, например, выделение из нефти, каталитическое окисление пропионового альдегида, выделение в качестве побочного продукта при парофазном окисление углеводородов с количеством углеродных атомов 4-10.

Гидроксикарбоксилирование этилена



Впервые получение пропионовой кислоты этим способом реализовала фирма «BASF». Он характеризовался высоким выходом конечного продукта (порядка 95%), но имел целый ряд недостатков:

1) Процесс требовал жестких условий: давление достигало 25-30 МПа, температура – около 300 оС.
2) Катализаторами служили канцерогенные и сильнокоррозионные вещества – карбонил никеля и иодоводород, соответственно.

Позже на базе ВНИИНефтехимии этот способ получения был доработан. В результате замены агрессивных катализаторов на кобальт-пиридиновый комплекс [Co(Py)6][Co(CO)4]2 стали более мягкими условия протекания синтеза, которые теперь осуществлялись в одну стадию. Температуру снизили до 150-170 оС, а давление – до 5-15 МПа. Недостатками этого способа стали:

1) Небольшое снижение выхода конечного продукта до 92%.
2) Образование побочного продукта диэтилкетона (5-7%). Однако он имеет самостоятельное применение.

Уравнение синтеза пропионовой кислоты в одну стадию: СН2=СН2 + СО + Н2О →СН3СН2СООН

Пропионовокислое брожение



Пропионовокислое брожение осуществляется пропионовокислыми анаэробными бактериями рода Propionibacterium. Кислота образуется как конечный продукт их жизнедеятельности в результате поглощения углеводов. В присутствии кислорода сбраживание не происходит, так как осуществляется окислительный процесс.

Сначала бактерии перерабатывают углеводы в целый ряд продуктов, среди которых есть пропионовая кислота. Здесь она еще не конечный продукт. Образовавшийся углекислый газ фиксируется и, соединяясь с пировиноградной кислотой, превращается в щавелевоуксусную, которая потом превращается в янтарную. Янтарная кислота декарбоксилируется с образованием пропионовой кислоты – конечного продукта брожения. Сокращенно схему брожения можно написать так:
3C6H12O6 → 4CH3CH2COOH + 2CH3COOH + 2CO2↑ + 2H2O + E.

Совет 5: Свойства хлороводородной кислоты

Хлористоводородная (соляная, HCl) кислота – это бесцветная, очень едкая и ядовитая жидкость, раствор хлорного водорода в воде. При сильной концентрации (38% от общей массы при температуре 20оС окружающей среды) - «дымится», туман и пары хлороводорода действуют раздражающе на дыхательные пути и провоцируют кашель и удушье.
Инструкция
1
Плотность раствора хлористоводородной кислоты при условиях 38% от общей массы и при температуре 20оС окружающей среды составляет 1,19 г/см3. При малейшем соприкосновении с кожными покровами вызывает глубоко проникающие химические ожоги. Брызги кислоты, попавшие в глаза, могут привести к значительному ослаблению зрения.
2
Получают соляную кислоту путем растворения хлорного водорода (в виде газа) в воде. Сам же хлороводород производится при взаимодействии серной кислоты и хлорида натрия или при сжигании водорода в хлорной среде. Кислота обладает рядом определенных свойств, как физических, так и химических.
3
Физические свойства: при повышении концентрации кислоты в воде (с 10 до 38%), соответственно увеличивается молярность (с 2,87 до 12,39 М), вязкость (с 1,16 до 2,10 мПас) и плотность (с 1,048 до 1,289 кг/л) вещества. А вот удельная теплоемкость и температура кипения уменьшаются: теплоемкость с 3,47 до 2,43 кДж/кгК, температура закипания с 103 до 48оС. При полном выпаривании кислота затвердевает и превращается в кристаллогидрат.
4
Взаимодействие хлороводородной кислоты с металлами, которые в таблице Менделеева стоят до водорода, образует соль, при этом выделяется свободный газообразный водород.
5
Кислота и оксид металла дают в реакции соли, которые неустойчивы к воде, и собственно воду. Чтобы произошел процесс выделения газа хлора, необходимо подействовать кислотой на сильные окислители, вроде диоксида марганца или перманганата калия.
6
Реакцией нейтрализации называют реакцию хлороводородной кислоты и гидроксидов металлов, причем выделяется не только вода, но и растворимые соли. Для получения более слабых кислот, например сернистой, необходимо смешать соляную кислоту с солями металлов.
7
Применяется соляная кислота в гальванике для вытравливания и декапирования, для подготовки металлических поверхностей (очистке от жира и грязи) к последующему лужению и пайке. С ее помощью получают в промышленных объемах всевозможные хлориды (железа, цинка, марганца и т.д.). Также соляной кислотой предварительно перед дальнейшим использованием дезинфицируют и чистят изделия из керамики и металла. В пищевой промышленности соляная кислота проходит под индексом Е507 как регулятор кислотности, с ее добавлением в смесь воды и других составляющих производят содовую газированную воду.
Видео по теме
Полезный совет
Чтобы верно определить основность кислоты, обязательно проверьте точность написания формулы.
Поиск
Совет полезен?
Добавить комментарий к статье
Осталось символов: 500