Н2Со3 какая кислота – Угольная кислота и её соли

Содержание

Оксид углерода (IV), Угольная кислота и ее соли - Кислородные соединения - Подгруппа углерода и кремния - Неорганическая химия

Оксид углерода (IV) (диоксид углерода, углекислый газ) — газ без цвета и запаха, не поддерживающий дыхания и горения, тяжелее воздуха. Он растворим в воде (88 объемов СО2 в 100 объемах Н2О при 20°С). При обычных давлениях твердый диоксид углерода перехо­дит в газообразное состояние (сублимируется), минуя жидкое со­стояние. При обычной температуре под давлением 60 атм пере­ходит в жидкость.

При большой концентрации оксида углерода (IV) люди и жи­вотные задыхаются. При его концентрации в воздухе до 3% у че­ловека наблюдается учащенное дыхание, более 10% — потеря сознания и даже смерть.

Оксид углерода (IV) является ангидридом угольной кислоты Н2СО3 и обладает всеми свойствами кислотных оксидов.

При растворении СО2 в воде частично образуется угольная кислота, при этом в растворе существует следующее равновесие:

Существование равновесия объясняется тем, что угольная кислота является очень слабой кислотой (K1 = 4∙10-7

, К2 = 5∙10-11 при 25 °С). Даже такая слабая кислота, как уксусная, намного сильнее угольной. В свободном виде угольная кислота неизвестна, так как она неустойчива и легко разлагается. Как двухосновная кислота она образует средние соли — карбонаты и кислые — гидрокарбонаты. Качественная реакция на эти соли — действие на них сильных кислот, при котором кислота вытесняется и разлагается с выделением СО2:

СО32-+ 2Н+ Н2СО3 Н2О + СО2↑,

НСО3 + Н+Н2СО3 Н2О + СО2↑.

При пропускании выделяющегося СО2 в известковую воду выпадает белый нерастворимый осадок; этой реакцией пользуются также для обнаружения оксида углерода (IV):

Са(ОН)2 + СО2 = СаСО3↓ + Н2О.

Из всех карбонатов в воде растворимы карбонаты только ще­лочных металлов и аммония. Гидрокарбонаты большинства ме­таллов хорошо растворимы в воде.

Под действием избытка оксида углерода (IV) нерастворимые в воде карбонаты превращаются в растворимые гидрокарбонаты:

СаСО3

+

H2O

+

CO2

=Са(НСО3)2
взвесь в водеизбыток

Гидрокарбонаты при нагревании распадаются на карбонаты, углекислый газ и воду:

2NаНСО3 = Nа2СО3 + Н2О + СО2↑.

Все карбонаты, кроме карбонатов щелочных металлов, при нагревании разлагаются на оксид металла и диоксид углерода:

МgСО3 = МgО + СО2↑.

Из солей угольной кислоты наибольшее практическое значе­ние имеет сода; известны различные кристаллогидраты соды Nа2СО3∙10Н2О, Nа2СО3.2О или Na2СО3.Н2О; наиболее устойчивым кристаллогидратом является Nа2СО3.10Н2О, кото­рый обычно называют кристаллической содой. При прокалива­нии получают безводную, или кальцинированную соду Nа

2СО3. Широко используется также питьевая сода NаНСО3. Из других солей важное значение имеют К2СО3 и СаСО3.

Основные количества соды получают получают по аммиач­ному способу, часто его называют также методом Сольвэ.

Суть метода заключается в насыщении концентрированного раствора поваренной соли (точнее, насыщенного раствора NаСl) аммиаком при охлаждении и последующем пропускании через этот раствор СО2 под давлением. При этом идут следующие ре­акции:

3 + СО2 + Н2О = NН4НСО3,

4НСО3 + NаСl = NаНСО3↓ + NН4Сl.

Питьевая сода NaНСО3 — нерастворима в холодном насы­щенном растворе и ее отделяют фильтрованием. При прокалива­нии NаНСО3 получают кальцинированную соду; выделяющийся при этом СО2 вновь используют в производстве:

2NаНСО3 = Na2СО3 + СО3 + Н2О.

Нагревая раствор, содержащий хлорид аммония с известью, вы­деляют обратно аммиак:

2NН4Сl + Са(ОН)2 = 2NН3 + СаСl2 + 2Н2О.

Таким образом, при аммиачном способе получения соды един­ственным «отходом» является хлорид кальция, остающийся в рас­творе и имеющий ограниченное применение.

Поташ К2СО3 нельзя получить по методу Сольвэ, так как он основан на малой растворимости кислой соли NаНСO3 в насы­щенном растворе, тогда как КНСО3 (в отличие от NаНСО3) хо­рошо растворим в таких растворах. Реакция

КСl + NН4НСО3 КНСО3 + NН4Сl

будет полностью обратимой (ни один из продуктов не удается выделить из сферы реакции в индивидуальном виде). Поэтому карбонат калия получают действием СО2 на раствор едкого калия:

КОН + СО2 = КНСО3,

КНСО3 + КОН = К2СО3 + Н2О.

Производство соды является одним из крупнейших среди про­изводств неорганических веществ; в настоящее время ее мировое производство составляет десятки млн. тонн.

www.himhelp.ru

УГОЛЬНАЯ КИСЛОТА - это... Что такое УГОЛЬНАЯ КИСЛОТА?


УГОЛЬНАЯ КИСЛОТА
УГОЛЬНАЯ КИСЛОТА - Н2СО3, очень слабая и непрочная двухосновная кислота. Образуется при растворении диоксида углерода в воде. Дает соли - карбонаты и гидрокарбонаты.

Большой Энциклопедический словарь. 2000.

  • УГОЛЬ
  • УГОЛЬНАЯ РЫБА

Смотреть что такое "УГОЛЬНАЯ КИСЛОТА" в других словарях:

  • Угольная кислота — Угольная кислота …   Википедия

  • УГОЛЬНАЯ КИСЛОТА — (h3CO3) очень слабая и непрочная двухосновная кислота, образующаяся при растворении в воде диоксида углерода (углекислого газа) CO2. Дает 2 ряда солей: карбонаты и бикарбонаты (гидрокарбонаты). В природе широко распространены нормальные карбонаты …   Российская энциклопедия по охране труда

  • Угольная кислота — УГОЛЬНАЯ КИСЛОТА, h3CO3, образуется при растворении углерода диоксида в воде. Важнейшие производные карбонаты, мочевина (карбамид).   …   Иллюстрированный энциклопедический словарь

  • угольная кислота — Н2СО3, очень слабая и непрочная двухосновная кислота. Образуется при растворении диоксида углерода в воде. Даёт соли  карбонаты и гидрокарбонаты. * * * УГОЛЬНАЯ КИСЛОТА УГОЛЬНАЯ КИСЛОТА, Н2СО3, очень слабая и непрочная двухосновная кислота.… …   Энциклопедический словарь

  • Угольная кислота —         h3CO3, слабая двухосновная кислота, при нормальных условиях существующая только в разбавленных водных растворах. У. к. образуется при растворении в воде двуокиси углерода: 2, при нормальных условиях не превышает 1% от содержания CO2.… …   Большая советская энциклопедия

  • УГОЛЬНАЯ КИСЛОТА — Н2СО3, очень слабая и непрочная двухосновная кислота. Образуется при растворении диоксида углерода в воде. Даёт соли карбонаты и гидрокарбонаты …   Естествознание. Энциклопедический словарь

  • Угольная кислота

    — (медико санит.) см. Углерод …   Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона

  • УГОЛЬНАЯ КИСЛОТА — h3CO3, образуется при растворении CO2 в воде. Проявляет св ва слабой к ты. Равновесие CO2+h3O h3CO3 смещено влево, поэтому меньшая часть CO2 находится в р ре в виде h3CO3. Для У. к. константы диссоциации K1=4,27 …   Химическая энциклопедия

  • УГОЛЬНАЯ КИСЛОТА — Н2СО3 очень слабая к та, существующая только в водном р ре. У. к. образуется при растворении углерода диоксида в воде (h3О + CO2<=>h3CO3). Как двухосновная к та У. к. даёт 2 ряда солей: средние карбонаты и кислые гидрокарбонаты …   Большой энциклопедический политехнический словарь

  • УГОЛЬНАЯ КИСЛОТА, h3CO3 — УГОЛЬНАЯ КИСЛОТА, h3CO3, образуется при растворении углерода диоксида в воде. Важнейшие производные карбонаты, мочевина (карбамид) …   Современная энциклопедия

dic.academic.ru

Химия углерода и его соединений

 

1. Положение углерода в периодической системе химических элементов

2. Электронное строение углерода
3. Физические свойства и нахождение в природе
4. Качественные реакции
7. Химические свойства
7.1. Взаимодействие с простыми веществами
7.1.1. Взаимодействие с галогенами
7.1.2. Взаимодействие с серой и кремнием
7.1.3. Взаимодействие с водородом и фосфором 
7.1.4. Взаимодействие с азотом
7.1.5. Взаимодействие с активными металлами
7.1.6. Горение
7.2. Взаимодействие со сложными веществами
7.2.1. Взаимодействие с водой
7.2.2. Взаимодействие с оксидами металлов
7.2.3. Взаимодействие с серной кислотой
7.2.4. Взаимодействие с азотной кислотой
7.2.5. Взаимодействие с солями

Бинарные соединения углерода — карбиды

Оксид углерода (II) 
 1. Строение молекулы и физические свойства 
 2. Способы получения 
3. Химические свойства
3.1. Взаимодействие с кислородом
3.2. Взаимодействие с хлором
3.3. Взаимодействие с водородом
3.4. Взаимодействие с щелочами
3.5. Взаимодействие с оксидами металлов
3.6. Взаимодействие с прочими окислителями

Оксид углерода (IV) 
 1. Строение молекулы и физические свойства 

 2. Способы получения 
3. Химические свойства 
3.1. Взаимодействие с основными оксидами и основаниями 
2.3. Взаимодействие с карбонатами и гидрокарбонатами
2.4. Взаимодействие с восстановителями

Карбонаты и гидрокарбонаты 

Углерод

Положение в периодической системе химических элементов

Углерод расположен в главной подгруппе IV группы  (или в 14 группе в современной форме ПСХЭ) и во втором периоде периодической системы химических элементов Д.И. Менделеева.

Электронное строение углерода 

Электронная конфигурация  углерода в основном состоянии:

+6С 1s22s22p2     1s    2s   2p 

Электронная конфигурация  углерода в возбужденном состоянии:

+6С* 1s22s12p3  1s    2s   2p 

Атом углерода содержит на внешнем энергетическом уровне 2 неспаренных электрона и 1 неподеленную электронную пару

в основном энергетическом состоянии и 4 неспаренных электрона в возбужденном энергетическом состоянии.

Степени окисления атома углерода — от -4 до +4. Характерные степени окисления -4, 0, +2, +4.

Физические свойства 

Углерод в природе существует в виде нескольких аллотропных модификаций: алмаз, графит, карбин, фуллерен.

Алмаз — это модификация углерода с атомной кристаллической решеткой. Алмаз — самое твердое минеральное кристаллическое вещество, прозрачное, плохо проводит электрический ток и тепло. Атомы углерода в алмазе находятся в состоянии sp3-гибридизации.

Графит — это аллотропная модификация, в которой атомы углерода находятся в состоянии sp2-гибридизации. При этом атомы связаны в плоские слои, состоящие из шестиугольников, как пчелиные соты. Слои удерживаются между собой слабыми связями. Это наиболее устойчивая при нормальных условиях аллотропная модификация углерода.

Графит — мягкое вещество серо-стального цвета, с металлическим блеском. Хорошо проводит электрический ток. Жирный на ощупь.

 

 

 

 

 

 

Карбин — вещество, в составе которого атомы углерода находятся в sp-гибридизации. Состоит из цепочек и циклов, в которых атомы углерода соединены двойными и тройными связями. Карбин — мелкокристаллический порошок серого цвета.

[=C=C=C=C=C=C=]n  или [–C≡C–C≡C–C≡C–]n

Фуллерен — это искусственно полученная модицикация углерода. Молекулы фуллерена — выпуклые многогранники С60, С70 и др. Многогранники образованы пяти- и шестиугольниками, в вершинах которых расположены атомы углерода.

Фуллерены — черные вещества с металлическим блеском, обладающие свойствами полупроводников.

В природе углерод встречается как в виде простых веществ (алмаз, графит), так и в виде сложных соединений (органические вещества — нефть, природные газ, каменный уголь, карбонаты).

Качественные реакции

Качественная реакция на карбонат-ионы CO32- — взаимодействие  солей-карбонатов с сильными кислотами. Более сильные ксилоты вытесняют угольную кислоту из солей. При этом выделяется бесцветный газ, не поддерживающий горение – углекислый газ.

Например, карбонат кальция растворяется в соляной кислоте:

CaCO3 + 2HCl → CaCl2 + H2O + CO2

Видеоопыт взаимодействия карбоната кальция с соляной кислотой можно посмотреть здесь.

Качественная реакция на углекислый газ CO2 – помутнение известковой воды при пропускании через нее углекислого газа:

CO2 + Ca(OH)2 → CaCO3 + H2O

При дальнейшем пропускании углекислого газа осадок растворяется, т.к. карбонат кальция под действием избытка углекислого газа переходит в растворимый гидрокарбонат кальция:

CaCO3 + CO2 + H2O → Ca(HCO3)2

Видеоопыт взаимодействия гидроксида кальция с углекислым газом (качественная реакция на углекислый газ) можно посмотреть здесь.

Углекислый газ СО2не поддерживает горение. Угарный газ CO горит голубым пламенем.

Соединения углерода

Основные степени окисления углерода — +4, +2, 0, -1 и -4.

Наиболее типичные соединения углерода:

Степень окисленияТипичные соединения
+4оксид углерода (IV) CO2

угольная кислота H2CO3

карбонаты MeCO3

гидрокарбонаты MeHCO3

+2оксид углерода (II) СО

муравьиная кислота HCOOH

-4метан CH4

карбиды металлов (карбид алюминия Al4C3)

бинарные соединения с неметеллами (карбид кремния SiC)

Химические свойства

При нормальных условиях углерод существует, как правило, в виде атомных кристаллов (алмаз, графит), поэтому химическая активность углерода — невысокая.

1. Углерод проявляет свойства окислителя (с элементами, которые расположены ниже и левее в Периодической системе) и свойства восстановителя (с элементами, расположенными выше и правее). Поэтому углерод реагирует и с металлами, и с неметаллами.

1.1. Из галогенов углерод при комнатной температуре реагирует с фтором с образованием фторида углерода:

C  +  2F2  → CF4

При нагревании аморфный углерод реагирует с хлором:

С   +   2Cl2  →   CCl4

1.2. При сильном нагревании углерод реагирует с серой и кремнием с образованием бинарного соединения сероуглерода и карбида кремния соответственно:

C   +   2S   → CS2

C   +   Si   → SiC

1.3. Углерод не взаимодействет с фосфором.

При взаимодействии углерода с водородом образуется метан. Реакция идет в присутствии катализатора (никель) и при нагревании:

С   +   2Н2  →   СН4

1.4. С азотом углерод реагирует при действии электрического разряда, образуя дициан:

2С  + N→  N≡C–C≡N

1.5. В реакциях с активными металлами углерод проявляет свойства окислителя. При этом образуются карбиды:

4C   +   3Al → Al4C3

2C   +   Ca → CaC2

1.6. При нагревании с избытком воздуха графит горит, образуя оксид углерода (IV):

C  +   O2  →  CO2

 при недостатке кислорода образуется угарный газ СО:

2C  +   O2  →  2CO

2. Углерод взаимодействует со сложными веществами:

2.1. Раскаленный уголь взаимодействует с водяным паром с образованием угарного газа и водорода:

C0 + H2+O → C+2O + H20

2.2. Углерод восстанавливает многие металлы из основных и амфотерных оксидов. При этом образуются металл и угарный газ. Получение металлов из оксидов с помощью углерода и его соединений называют пирометаллургией.

Например, углерод взаимодействует с оксидом цинка с образованием металлического цинка и угарного газа:

 2ZnO + C → 2Zn + CO

Также углерод восстанавливает железо из железной окалины:

4С + Fe3O4 → 3Fe + 4CO

При взаимодействии с оксидами активных металлов углерод образует карбиды.

Например, углерод взаимодействует с оксидом кальция с оразованием карбида кальция и угарного газа. Таким образом, углерод диспропорционирует в данной реакции:

3С    +   СаО   →  СаС2   +   СО

9С    +   2Al2O3  →   Al4C3   +   6CO

2.3. Концентрированная серная кислота окисляет углерод при нагревании. При этом образуются оксид серы (IV), оксид углерода (IV) и вода:

C +2H2SO4(конц) → CO2 + 2SO2 + 2H2O

2.4. Концентрированная азотная кислотой окисляет углерод также при нагревании. При этом образуются оксид азота (IV), оксид углерода (IV) и вода:

C +4HNO3(конц) → CO2 + 4NO2 + 2H2O

2.5. Углерод проявляет свойства восстановителя и при сплавлении с некоторыми солями, в которых содержатся неметаллы с высокой степенью окисления.

Например, углерод восстанавливает сульфат натрия до сульфида натрия:

2C   +   Na2SO4  →   Na2S   +   CO2

Карбиды

Карбиды – это соединения элементов с углеродом. Карбиды разделяют на ковалентные и ионные в зависимости от типа химической связи между атомами.

Ковалентные карбидыИонные карбиды
МетанидыАцетиленидыПропиниды
Это соединения углерода с неметаллами

Например:

SiC, B4C

Это соединения с металлами, в которых с.о. углерода равна -4

Например:

Al4C3, Be2C

Это соединения с металлами, в которых с.о. углерода равна -1

Например:

Na2C2, CaC2

Это соединения с металлами, при гидролизе которых образуется пропин

Например: Mg2C3

Частицы связаны ковалентными связями и образуют атомные кристаллы. Поэтому ковалентные карбиды химически стойкие. Окисляются только  сильными окислителямиМетаниды разлагаются водой или кислотами с образованием метана и гидроксида или соли:

Например:

Al4C3 + 12H2O → 4Al(OH)3 + 3CH4

Ацетилениды разлагаются водой или кислотами с образованием ацетилена и гидроксида или соли:

Например:

СаС2+2Н2

 Са(OH)22Н2

Пропиниды разлагаются водой или кислотами с образованием пропина и гидроксида или солиНапример:

Mg2C3+ 4HCl → 2MgCl23Н4

Все карбиды проявляют свойства восстановителей и могут быть окислены сильными окислителями.

Например, карбид кремния окисляется концентрированной азотной кислотой при нагревании до углекислого газа, оксида кремния (IV) и оксида азота (II):

SiC + 8HNO3→ 3SiO2 + 3CO2 + 8NO + 4H2O

Оксид углерода (II)

Строение молекулы и физические свойства

Оксид углерода (II) («угарный газ») –  это газ без цвета и запаха. Сильный яд. Небольшая концентрация угарного газа в воздухе может вызвать сонливость и головокружение. Большие концентрации угарного газа вызывают удушье.

Строение молекулы оксида углерода (II) – линейное. Между атомами углерода и кислорода образуется тройная связь, за счет дополнительной донорно-акцепторной связи:

Способы получения

В лаборатории угарный газ  можно получить действием концентрированной серной кислоты на муравьиную или щавелевую кислоты:

НСООН  →   CO   +  H2O

H2C2O4 → CO + CO2 + H2O

В промышленности угарный газ получают в газогенераторах при пропускании воздуха через раскаленный уголь:

C + O2 → CO2

CO2 + C → 2CO

Еще один важный промышленный способ получения угарного газа — паровая конверсия метана. При взаимодействии перегретого водяного пара с метаном образуется угарный газ и водород:

СН4 + Н2O → СО + 3Н2

Также возможна паровая конверсия угля:

C0 + H2+O → C+2O + H20

Угарный газ в промышленности также можно получать неполным окислением метана:

2СН42 → 2СО + 4Н2

Химические свойства

Оксид углерода (II) –  несолеобразующий оксид. За счет углерода со степенью окисления +2 проявляет восстановительные свойства.

1. Угарный газ горит в атмосфере кислорода. Пламя окрашено в синий цвет:

2СO +  O2 → 2CO2

2. Оксид углерода (II) окисляется хлором в присутствии катализатора или под действием света с образованием фосгена. Фосген – ядовитый газ.

CO   +   Cl2 → COCl2

3. Угарный газ взаимодействует с водородом при повышенном давлении. Смесь угарного газа и водорода называется синтез-газ. В зависимости от условий из синтез-газа можно получить метанол, метан, или другие углеводороды.

Например, под давлением больше 20 атмосфер, при температуре 350°C и под действием катализатора угарный газ реагирует с водородом с образованием метанола:

СО + 2Н2 → СН3ОН

4. Под давлением оксид углерода (II) реагирует с щелочами. При этом образуется формиат – соль муравьиной кислоты.

Например, угарный газ реагирует с гидроксидом натрия с образованием формиата натрия:

CO + NaOH → HCOONa

5. Оксид углерода (II) восстанавливает металлы из оксидов.

Например, оксид углерода (II) реагирует с оксидом железа (III) с образованием железа и углекислого газа:

3CO   +   Fe2O3   →  2Fe   +   3CO2

Оксиды меди (II) и никеля (II)  также восстанавливаются угарным газом:

СО     +   CuO   →    Cu    +   CO2

СО     +   NiO   →   Ni    +   CO2

6. Угарный газ окисляется и другими сильными окислителями до углекислого газа или карбонатов.

Например, пероксидом натрия:

CO   +   Na2O2 → Na2CO3

Оксид углерода (IV)

Строение молекулы и физические свойства

Оксид углерода (IV) (углекислый газ) — газ без цвета и запаха. Тяжелее воздуха.

Молекула углекислого газа линейная, атом углерода находится в состоянии sp-гибридизации, образует две двойных связи с атомами кислорода:

Обратите внимание! Молекула углекислого газа не полярна. Каждая химическая связь С=О по отдельности полярна, а вся молекула не будет полярна. Объяснить это очень легко. Обозначим направление смещения электронной плотности в полярных связях стрелочками (векторами):

Теперь давайте сложим эти векторы. Сделать это очень легко. Представьте, что атом углерода — это покупатель в магазине. А атомы кислорода — это консультанты, которые тянут его в разные стороны. В данном опыте консультанты одинаковые, и тянут покупателя в разные стороны с одинаковыми силами. Несложно увидеть, что покупатель двигаться не будет ни влево, ни вправо. Следовательно, сумма этих векторов равна нулю. Следовательно, полярность молекулы углекислого газа равна нулю.

Способы получения

В лаборатории углекислый газ можно получить разными способами:

1. Углекислый газ образуется при действии сильных кислот на карбонаты  и гидрокарбонаты металлов. При этом взаимодействуют с кислотами и нерастворимые карбонаты, и растворимые.

Например, карбонат кальция растворяется в соляной кислоте:

CaCO3 + 2HCl → CaCl2 + H2O + CO2

Видеоопыт взаимодействия карбоната кальция с соляной кислотой можно посмотреть здесь.

Еще один пример: гидрокарбонат натрия реагирует с бромоводородной кислотой:

NaHCO3 + HBr → NaBr +H2O +CO2

2. Растворимые карбонаты реагируют с растворимыми солями алюминия, железа (III) и хрома (III). Карбонаты трехвалентных металлов  необратимо  гидролизуются в водном растворе.

Например: хлорид алюминия реагирует с карбонатом калия. При этом выпадает осадок гидроксида алюминия, выделяется углекислый газ и образуется хлорид калия:

2AlCl3  +  3K2CO3  + 3H2O →  2Al(OH)3↓  +  CO2↑ +  6KCl

3. Углекислый газ также образуется при термическом разложении нерастворимых карбонатов и при разложении растворимых гидрокарбонатов.

Например, карбонат кальция разлагается при нагревании на оксид кальция и углекислый газ:

CaCO3  →  CaO   +   CO2

Химические свойства

Углекислый газ — типичный кислотный оксид. За счет углерода со степенью окисления +4 проявляет слабые окислительные свойства.

1. Как кислотный оксид, углекислый газ взаимодействует с водой. Реакция очень сильно обратима, поэтому мы считаем, что в реакциях угольная кислота распадается почти полностью при образовании.

CO2   +    H2O  ↔  H2CO3

2. Как кислотный оксид, углексилый газ взаимодействует с основными оксидами и основаниями. При этом углекислый газ реагирует только с сильными основаниями (щелочами) и их оксидами. При взаимодействии углекислого газа с щелочами возможно образование как кислых, так и средних солей.

Например, гидроксид калия взаимодействует с углекислым газом. В избытке углекислого газа образуется кислая соль, гидрокарбонат калия:

KOH  + CO2  → KHCO3

При избытке щелочи образуется средняя соль, карбонат калия:

2KOH  + CO2  → K2CO3 + H2O

Помутнение известковой воды — качественная реакция на углекислый газ:

Ca(OH)2 + CO → CaCO3 + H2O

Видеоопыт взаимодействия гидроксида кальция (известковая вода) с углекислым газом можно посмотреть здесь.

3. Углекислый газ взаимодействует с карбонатами. При пропускании СО2 через раствор карбонатов образуются гидрокарбонаты.

Например, карбонат натрия взаимодействует с углекислым газом. В избытке углекислого газа образуется кислая соль, гидрокарбонат натрия:

Na2CO3   +  CO +  H2O → 2NaHCO3

4. Как слабый окислитель, углекислый газ взаимодействует с  некоторыми восстановителями.

Например, углекислый газ взаимодействует с углеродом с образованием угарного газа:

CO2 + C → 2CO

Магний горит в атмосфере углекислого газа:

g + CO2  C + 2MgO

Видеоопыт взаимодействия магния с углекислым газом можно посмотреть здесь.

Углекислый газ взаимодействует с пероксидом натрия. При этом пероксид натрия диспропорционирует:

2CO2 + 2Na2O2 → 2Na2CO3  +  O2

Карбонаты и гидрокарбонаты

При нагревании карбонаты (все, кроме карбонатов щелочных металлов и аммония) разлагаются до оксида металла и оксида углерода (IV).

CaCO3   →   CaO   +   CO2

Карбонат аммония при нагревании разлагается на аммиак, воду и углекислый газ:

(NH4)2CO3 →  2NH3   +   2H2O   +   CO2

Гидрокарбонаты при нагревании переходят в карбонаты:

2NaHCO3  →   Na2CO3   +  CO +  H2

 Качественной реакцией на ионы СО32─  и   НСО3 является их взаимодействие с более сильными кислотами, последние вытесняют угольную кислоту из солей, а та разлагается с выделением СО2

Например, карбонат натрия взаимодействет с соляной кислотой:

Na2CO3   +  2HCl   →  2NaCl   +  CO2 ↑  +  H2O

Гидрокарбонат натрия также взаимодействует с соляной кислотой:

 NaHCO3   +  HCl   →  NaCl   +  CO2 ↑  +  H2O

Гидролиз карбонатов и гидрокарбонатов

Растворимые карбонаты и гидрокарбонаты гидролизуются по аниону. Гидролиз протекает ступенчато и обратимо, т.е. чуть-чуть:

I ступень: CO32- + H2O = HCO3 + OH

II ступень: HCO3 + H2O = H2CO3 + OH

Однако  карбонаты  и гидрокарбонаты алюминия, хрома (III) и железа (III) гидролизуются необратимо, полностью, т.е. в водном растворе не существуют, а разлагаются водой:

Al2(SO4)3  +  6NaHCO3  → 2Al(OH)3  +  6CO2  +  3Na2SO4

2AlBr3  +  3Na2CO3  + 3H2O →  2Al(OH)3↓  +  CO2↑ +  6NaBr

Al2(SO4)3  +  3K2CO3  +  3H2O →  2Al(OH)3↓  +  3CO2↑  +  3K2SO4

Более подробно про гидролиз можно прочитать в соответствующей статье.

Поделиться ссылкой:

chemege.ru

2.2.3. Кислоты

Кислотами называются сложные вещества, распадающиеся в водном растворе (или расплаве) на положительно заряженные ионы водорода и отрицательно заряженные ионы кислотного остатка (определение Аррениуса).

Например:

HCl  H+ + Cl

хлороводородная кислота ион водорода кислотный остаток

Н2SO4  2Н+ + SO4 2-

серная кислота ионы водорода кислотный остаток

Классификация кислот

1. Все кислоты по основности можно подразделить на одноосновные и многоосновные.

Основность кислот определяется количеством атомов водорода в молекуле кислоты, которые могут замещаться на атомы металлов с образованием соли.

Одноосновные кислоты

Например:

HCI – хлороводородная (соляная кислота),

НJ – йодоводородная кислота,

HBr – бромоводородная кислота,

НNО3 – азотная кислота,

НСN – циановодородная (синильная) кислота,

HPO3 – метафосфорная кислота,

HNO2 – азотистая кислота и др.

Многоосновные кислоты

а) двухосновные:

например:

Н2S – сероводородная кислота,

H2SO4 – серная кислота,

Н23 – сернистая кислота,

Н2СО3 – угольная кислота,

H3PO3 (H2HPO3) – фосфористая кислота.

в) трехосновные:

например:

H3PO4 – ортофосфорная кислота,

H3AsO4 – ортомышьяковая кислота и др.

2. По наличию в составе молекулы кислоты кислорода все кислоты подразделяются на бескислородные и кислородсодержащие (оксокислоты).

Бескислородные кислоты (как говорит само название) не содержат в своем составе кислорода.

Кислородсодержащие кислоты представляют собой гидраты кислотных оксидов (ангидридов кислот):

SO2 + Н2О = Н23 – сернистая кислота,

CO2 + H2O = H2CO3 – угольная кислота,

Р2О5 + 3Н2О = 2Н3РО4 – ортофосфорная кислота.

Некоторые кислотные оксиды непосредственно с водой не взаимодействуют, но соответствующие им гидраты, полученные другим способом, представляют собой кислородсодержащие кислоты.

Например:

SiO2 + H2O →

Данная реакция не идет, но в качестве гидрата оксиду кремния (IV) соответствует кремниевая кислота H2SiO3, которую можно получить косвенным путем.

3. В зависимости от количества молекул воды, присоединенных одной молекулой кислотного оксида (ангидрида), кислородсодержащие кислоты можно подразделить на мета-, пиро- и орто - формы.

Например:

Р2О5 + Н2О = 2НРО3 – метафосфорная кислота,

P2O5 + 2H2O = H4P2O7 – пирофосфорная кислота,

Р2О5 + ЗН2О = 2Н3РО4 ортофосфорная кислота.

Если кислота имеет две формы, то менее богатая водой форма –это метаформа кислоты, более богатая водой форма ортоформа кислоты.

Например:

НВО2 – метаборная кислота,

Н3ВО3 – ортоборная кислота,

НА1O2 – метаалюминиевая кислота,

H3AlO3 – ортоалюминиевая кислота и др.

Номенклатура кислот

Водные растворы галогеноводородов, а также водородных соединений серы, селена, теллура и некоторые другие рассматривают как бескислородные кислоты.

Названия бескислородных кислот образуются от названия неметалла с прибавлением слова водородная:

Например:

HF – фтороводородная кислота

НС1 – хлороводородная кислота

НВr – бромоводородная кислота

HJ – йодоводородная кислота

НСN – циановодородная кислота

НСNS – родановодородная кислота

Традиционные названия кислородсодержащих кислот образуются в зависимости от названия элемента, образующего кислоту (кислотообразующего элемента), с учетом степени его окисления. Если кислотообразующий элемент имеет высшую (совпадающую с номером группы в периодической системе элементов) или любую единственную степень окисления, то название кислоты складывается из названия элемента с добавлением следующих суффиксов: -н-, -ов- или -ев-.

Например:

H2S+6O4 – серная кислота,

НМn+7О4 – марганцовая кислота,

H2Ge+4O3 – германиевая кислота.

Традиционные названия кислородсодержащих кислот представлены в табл. 2.1.

Таблица 2.1

Традиционные названия некоторых кислородсодержащих кислот

Формула

Название

H3AsO4

Ортомышьяковая кислота

H3AsO3

Ортомышьяковистая кислота

HAsO3

Метамышьяковая кислота

H3BO3

Ортоборная кислота

НВО2

Метаборная кислота

НВrO4

Бромная кислота

HBrO3

Бромноватая кислота

НВrО

Бромноватистая кислота

Н2CO3

Угольная кислота

HClO4

Хлорная кислота

HClO3

Хлорноватая кислота

HClO2

Хлористая кислота

НС1O

Хлорноватистая кислота

НМnО4

Марганцовая кислота

Н2МnО4

Марганцовистая кислота

НNO3

Азотная кислота

НNO2

Азотистая кислота

H3PO4

Фосфорная кислота

Н33

Ортофосфористая кислота

Н4P2O7

Дифосфорная (пирофосфорная) кислота

H2SO4

Серная кислота

H2S2O7

Дисерная кислота

H2SO3

Сернистая кислота

H2SiO3

Кремниевая кислота

H2CrO4

Хромовая кислота

H2Cr2O7

Двухромовая кислота

CH3COOH

Уксусная кислота

studfiles.net

Кислоты — классификация, получение и свойства » HimEge.ru

Кислоты — электролиты, диссоциирующие с образованием катионов водорода и анионов кислотного остатка

Общая формула кислот HnAc, где n – число атомов водорода, равное заряду иона кислотного остатка, Ac — кислотный остаток.

 

Сила кислот убывает в ряду:

HI > HClO4 > HBr > HCl > H2SO4 > HNO3 > H2SO3 > H3PO4 > HF > HNO2 >H2CO3 > H2S > H2SiO3

Кислородосодержащие  кислоты и соответствующие кислотные оксиды

Многие кислоты, например серная, азотная, соляная – это бесцветные жидкости. известны также твёрдые кислоты: ортофосфорная, метафосфорная HPO3, борная H3BO3. Почти все кислоты растворимы в воде. Пример нерастворимой кислоты – кремниевая H2SiO3.

1) Взаимодействие простых веществ
(получают бескислородные кислоты)
H2 + Cl2 = 2HCl,

H2 + S = H2S.

2) Взаимодействие кислотных оксидов с водой
(получают кислородсодержащие кислоты)
 SO3 + H2O = H2SO4,

3) Взаимодействие солей с растворами сильных кислот
(получают слабые кислоты)
Na2SiO3 + 2HCl = H2SiO3 + 2NaCl,

SiO32- + 2H+ = H2SiO3.

4) Электролиз водных растворов солей

2CuSO4 + 2H2O = 2Cu + O2 + 2H2SO4.

1) Растворы кислот кислые на вкус, изменяют окраску индикаторов:
лакмуса в красный цвет,  метилового оранжевого – в розовый, цвет фенолфталеина не изменяется.

В водном растворе растворимые кислоты диссоциируют, образуя ион водорода, и кислотный остаток:

HCl = H+ + Cl.

Многоосновные кислоты диссоциируют ступенчато:

H2SO4 = H+ + HSO4,

HSO4 = H+ + SO42-.

Суммарное уравнение:

H2SO4 = 2H+ + SO42-

2) Взаимодействие с металлами

Ca + 2HCl = CaCl2 + H2

Водород из кислот-неокислителей могут вытеснять только металлы, стоящие в электрохимическом ряду напряжений металлов до водорода.

Кислоты-окислители — азотная и серная конц., реагируют с металлами по-другому, потому что в качестве окислителя выступает элемент кислотного остатка, а не водород!

Cu + 4HNO3 = Cu(NO3)2+ 2NO2↑+2H2O

Cu +2H2SO4  конц = CuSO4+SO2↑ + 2H2O

3) Взаимодействие с основными оксидами

CaO + 2HCl = CaCl2 + H2O

(если образуется растворимая соль)

4) Взаимодействие с основаниями (реакция нейтрализации)

H2SO4 + 2KOH = K2SO4 + 2H2O,

2H+ + 2OH = 2H2O

2HCl + Cu(OH)2 = CuCl2 + 2H2O,

Cu(OH)2 + 2H+ = Cu2+ + 2H2O.

Многоосновные кислоты образуют кислые и средние соли:

H2SO4 + NaOH = NaHSO4 + H2O,

H2SO4 + 2NaOH = Na2SO4 + 2H2O.

5) Взаимодействие с солями

Реакции с солями происходят только в том случае, если в результате химического превращения образуется малодиссоциирующее вещество, выделяется газ или выпадает осадок.

Na2CO3 + 2HCl = 2NaCl + CO2↑ + H2O,

CO32- + 2H+ = CO2 + H2O.

В этом случае выделяется углекислый газ и образуется малодиссоциирующее вещество – вода.

Na2SiO3 + H2SO4 = H2SiO3↓ + Na2SO4,

SiO32- + 2H+ = H2SiO3.

Реакция происходит, так как образуется осадок.

6) Специфические свойства кислот

Связаны с окислительно-восстановительными реакциями, бескислородные кислоты в растворе могут только окисляться (проявлять восстановительные свойства):

2KMn+7O4 + 16HCl = Cl20 + 2KCl + 2Mn+2Cl2 + 8H2O,

H2S-2 + Br20 = S0 + 2HBr.

Кислородсодержащие кислоты могут окисляться (проявлять восстановительные свойства), только когда центральный атом в них находится в промежуточной степени окисления, как, например, в сернистой кислоте:

H2S+4O3 + Cl20 + H2O = H2S+6O4 + 2HCl.

Если центральный атом находится в максимальной степени окисления, то кислоты проявляют окислительные свойства, например, взаимодействие с металлами и неметаллами:

C0 + 2H2S+6O4 = C+4O2 + 2S+4O2 + 2H2O,

3P0 + 5HN+5O3 + 2H2O = 3H3P+5O4 + 5N+2O.


himege.ru

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *