Химическая формула кислоты: Формулы кислот в химии

Содержание

Фосфорная кислота | Chemwatch

Что такое фосфорная кислота?

Фосфорная кислота (химическая формула: H3PO4), также известная как ортофосфорная кислота, представляет собой неорганическую кислоту без цвета и запаха. В чистом виде он находится в твердом кристаллическом состоянии.

Для чего используется фосфорная кислота?

Фосфорная кислота находит широкое применение в различных отраслях промышленности. Например; он используется как добавка к еде и напиткам, чтобы придать острый и острый вкус, но также как ингредиент в удобрениях, детергентах и ​​даже зубных цементах.  

Опасности, связанные с фосфорной кислотой

Основные пути воздействия фосфорной кислоты — контакт с кожей и глазами, хотя воздействие может быть токсичным для многих систем организма; включая покровную (волосы, кожу и ногти) и дыхательную системы. 

Как всегда, серьезность симптомов будет зависеть от уровня и типа воздействия, которое может произойти, при этом необратимый вред является вполне реальной возможностью.

Попадание химического вещества на кожу или в глаза может вызвать; боль, сильные ожоги, помутнение зрения, волдыри и покраснение.

Вдыхание фосфорной кислоты может вызвать раздражение носа и горла. 

При попадании внутрь фосфорная кислота может вызвать жжение в горле, желудке, губах и языке наряду с другими возможными симптомами, включая: диарея, тошнота, судороги и рвота. 

Длительное воздействие кислоты может привести к покраснению, сухой и потрескавшейся коже, а также к конъюнктивиту в глазах. Это также может вызвать кариес зубов и язвы во рту. 

Безопасность фосфорной кислоты

Контакт с глазами — основная форма воздействия фосфорной кислоты.

Хотя фосфорная кислота является распространенным и безопасным ингредиентом в продуктах питания и напитках, при чрезмерном потреблении она будет токсичной для человеческого организма, и рвоту не следует вызывать. Если человек находится в сознании, ему следует дать воды для полоскания рта и предупредить врача.

В случае попадания на кожу; снять загрязненную одежду, обувь и аксессуары и промыть пораженный участок большим количеством воды. Перед повторным ношением загрязненную одежду необходимо обеззаразить. 

Если кислота попала в глаза человеку, промывайте их пресной проточной водой в течение не менее 30 минут, не забывая промывать глаза под веками. Обратитесь к медицинскому работнику.

Если путь воздействия — вдыхание, пострадавшего следует переместить к источнику свежего воздуха и контролировать в случае возникновения симптомов.

Безопасное обращение с фосфорной кислотой

Безопасный душ и фонтанчики для аварийной промывки глаз должны быть доступны в непосредственной близости от потенциального воздействия химического вещества. 

При использовании фосфорной кислоты должна быть обеспечена соответствующая вентиляция, а при необходимости должна быть установлена ​​местная вытяжная вентиляция. 

Средства индивидуальной защиты (СИЗ), такие как защитные очки с боковыми щитками, защитная одежда, фартуки, перчатки и маски, всегда необходимы при работе с кислотными химикатами.

Также следует избегать ношения контактных линз с фосфорной кислотой, поскольку они способны поглощать часть химического вещества из воздуха.

Формула Соляной кислоты структурная химическая

Структурная формула


Истинная, эмпирическая, или брутто-формула: HCl

Химический состав Соляной кислоты




Символ Элемент Атомный вес Число атомов Процент массы
H Водород 1,008 1 2,8%
Cl Хлор 15,999 1 97,2%

Молекулярная масса: 36,461

Соляная кислота (также хлороводоро́дная, хлористоводоро́дная кислота, хлористый водород) — раствор хлороводорода (HCl) в воде, сильная одноосновная кислота. Бесцветная, прозрачная, едкая жидкость, «дымящая» на воздухе (техническая соляная кислота желтоватого цвета из-за примесей железа, хлора и пр.). В концентрации около 0,5 % присутствует в желудке человека. Максимальная концентрация при 20 °C равна 38% по массе, плотность такого раствора 1,19 г/см³. Молярная масса 36,46 г/моль. Соли соляной кислоты называются хлоридами.

Физические свойства

Физические свойства соляной кислоты сильно зависят от концентрации растворённого хлороводорода. При затвердевании даёт кристаллогидраты составов HCl·H2O, HCl·2H2O, HCl·3H2O, HCl·6H2O.

Химические свойства

  • Взаимодействие с металлами, стоящими в ряду электрохимических потенциалов до водорода, с образованием соли и выделением газообразного водорода.
  • Взаимодействие с оксидами металлов с образованием растворимой соли и воды.
  • Взаимодействие с гидроксидами металлов с образованием растворимой соли и воды (реакция нейтрализации).
  • Взаимодействие с солями металлов, образованных более слабыми кислотами, например угольной.
  • Взаимодействие с сильными окислителями (перманганат калия, диоксид марганца) с выделением газообразного хлора.
  • Взаимодействие с аммиаком с образованием густого белого дыма, состоящего из мельчайших кристалликов хлорида аммония.
  • Качественной реакцией на соляную кислоту и её соли является её взаимодействие с нитратом серебра, при котором образуется творожистый осадок хлорида серебра, нерастворимый в азотной кислоте.

Получение

Соляную кислоту получают растворением газообразного хлороводорода в воде. Хлороводород получают сжиганием водорода в хлоре, полученная таким способом кислота называется синтетической. Также соляную кислоту получают из абгазов — побочных газов, образующихся при различных процессах, например, при хлорировании углеводородов. Хлороводород, содержащийся в этих газах, называется абгазным, а полученная таким образом кислота — абгазной. В последние десятилетия доля абгазной соляной кислоты в объёме производства постепенно увеличивается, вытесняя кислоту, полученную сжиганием водорода в хлоре. Но полученная методом сжигания водорода в хлоре соляная кислота содержит меньше примесей и применяется при необходимости высокой чистоты. В лабораторных условиях используется разработанный ещё алхимиками способ, заключающийся в действии концентрированной серной кислоты на поваренную соль. При температуре выше 550 °C и избытке поваренной соли возможно взаимодействие. Возможно получение путём гидролиза хлоридов магния, алюминия (нагревается гидратированная соль). Эти реакции могут идти не до конца с образованием основных хлоридов (оксихлоридов) переменного состава, например. Хлороводород хорошо растворим в воде. Так, при 0 °C 1 объём воды может поглотить 507 объёмов HCl, что соответствует концентрации кислоты 45%. Однако при комнатной температуре растворимость HCl ниже, поэтому на практике обычно используют 36-процентную соляную кислоту.

Применение

Промышленность

  • Применяется в гидрометаллургии и гальванопластике (травление, декапирование), для очистки поверхности металлов при пайке и лужении, для получения хлоридов цинка, марганца, железа и др. металлов. В смеси с поверхностно-активными веществами используется для очистки керамических и металлических изделий (тут необходима ингибированная кислота) от загрязнений и дезинфекции.
  • В пищевой промышленности зарегистрирована как регулятор кислотности (пищевая добавка E507). Применяется для изготовления зельтерской (содовой) воды.

Медицина

  • Естественная составная часть желудочного сока человека. В концентрации 0,3—0,5%, обычно в смеси с ферментом пепсином, назначается внутрь при недостаточной кислотности.

Особенности обращения

Высококонцентрированная соляная кислота — едкое вещество, при попадании на кожу вызывает сильные химические ожоги. Особенно опасно попадание в глаза. Для нейтрализации ожогов применяют раствор слабой щёлочи, обычно питьевой соды. При открывании сосудов с концентрированной соляной кислотой пары хлороводорода, притягивая влагу воздуха, образуют туман, раздражающий глаза и дыхательные пути человека. Реагируя с сильными окислителями (хлорной известью, диоксидом марганца, перманганатом калия) образует токсичный газообразный хлор. В РФ оборот соляной кислоты концентрации 15% и более — ограничен.

Лимонная кислота, структурная формула, химические свойства, получение

1

H

1,008

1s1

2,1

Бесцветный газ

пл=-259°C

кип=-253°C

2

He

4,0026

1s2

4,5

Бесцветный газ

кип=-269°C

3

Li

6,941

2s1

0,99

Мягкий серебристо-белый металл

пл=180°C

кип=1317°C

4

Be

9,0122

2s2

1,57

Светло-серый металл

пл=1278°C

кип=2970°C

5

B

10,811

2s2 2p1

2,04

Темно-коричневое аморфное вещество

пл=2300°C

кип=2550°C

6

C

12,011

2s2 2p2

2,55

Прозрачный (алмаз) / черный (графит) минерал

пл=3550°C

кип=4830°C

7

N

14,007

2s2 2p3

3,04

Бесцветный газ

пл=-210°C

кип=-196°C

8

O

15,999

2s2 2p4

3,44

Бесцветный газ

пл=-218°C

кип=-183°C

9

F

18,998

2s2 2p5

3,98

Бледно-желтый газ

пл=-220°C

кип=-188°C

10

Ne

20,180

2s2 2p6

4,4

Бесцветный газ

пл=-249°C

кип=-246°C

11

Na

22,990

3s1

0,98

Мягкий серебристо-белый металл

пл=98°C

кип=892°C

12

Mg

24,305

3s2

1,31

Серебристо-белый металл

пл=649°C

кип=1107°C

13

Al

26,982

3s2 3p1

1,61

Серебристо-белый металл

пл=660°C

кип=2467°C

14

Si

28,086

3s2 3p2

1,9

Коричневый порошок / минерал

пл=1410°C

кип=2355°C

15

P

30,974

3s2 3p3

2,2

Белый минерал / красный порошок

пл=44°C

кип=280°C

16

S

32,065

3s2 3p4

2,58

Светло-желтый порошок

пл=113°C

кип=445°C

17

Cl

35,453

3s2 3p5

3,16

Желтовато-зеленый газ

пл=-101°C

кип=-35°C

18

Ar

39,948

3s2 3p6

4,3

Бесцветный газ

пл=-189°C

кип=-186°C

19

K

39,098

4s1

0,82

Мягкий серебристо-белый металл

пл=64°C

кип=774°C

20

Ca

40,078

4s2

1,0

Серебристо-белый металл

пл=839°C

кип=1487°C

21

Sc

44,956

3d1 4s2

1,36

Серебристый металл с желтым отливом

пл=1539°C

кип=2832°C

22

Ti

47,867

3d2 4s2

1,54

Серебристо-белый металл

пл=1660°C

кип=3260°C

23

V

50,942

3d3 4s2

1,63

Серебристо-белый металл

пл=1890°C

кип=3380°C

24

Cr

51,996

3d5 4s1

1,66

Голубовато-белый металл

пл=1857°C

кип=2482°C

25

Mn

54,938

3d5 4s2

1,55

Хрупкий серебристо-белый металл

пл=1244°C

кип=2097°C

26

Fe

55,845

3d6 4s2

1,83

Серебристо-белый металл

пл=1535°C

кип=2750°C

27

Co

58,933

3d7 4s2

1,88

Серебристо-белый металл

пл=1495°C

кип=2870°C

28

Ni

58,693

3d8 4s2

1,91

Серебристо-белый металл

пл=1453°C

кип=2732°C

29

Cu

63,546

3d10 4s1

1,9

Золотисто-розовый металл

пл=1084°C

кип=2595°C

30

Zn

65,409

3d10 4s2

1,65

Голубовато-белый металл

пл=420°C

кип=907°C

31

Ga

69,723

4s2 4p1

1,81

Белый металл с голубоватым оттенком

пл=30°C

кип=2403°C

32

Ge

72,64

4s2 4p2

2,0

Светло-серый полуметалл

пл=937°C

кип=2830°C

33

As

74,922

4s2 4p3

2,18

Зеленоватый полуметалл

субл=613°C

(сублимация)

34

Se

78,96

4s2 4p4

2,55

Хрупкий черный минерал

пл=217°C

кип=685°C

35

Br

79,904

4s2 4p5

2,96

Красно-бурая едкая жидкость

пл=-7°C

кип=59°C

36

Kr

83,798

4s2 4p6

3,0

Бесцветный газ

пл=-157°C

кип=-152°C

37

Rb

85,468

5s1

0,82

Серебристо-белый металл

пл=39°C

кип=688°C

38

Sr

87,62

5s2

0,95

Серебристо-белый металл

пл=769°C

кип=1384°C

39

Y

88,906

4d1 5s2

1,22

Серебристо-белый металл

пл=1523°C

кип=3337°C

40

Zr

91,224

4d2 5s2

1,33

Серебристо-белый металл

пл=1852°C

кип=4377°C

41

Nb

92,906

4d4 5s1

1,6

Блестящий серебристый металл

пл=2468°C

кип=4927°C

42

Mo

95,94

4d5 5s1

2,16

Блестящий серебристый металл

пл=2617°C

кип=5560°C

43

Tc

98,906

4d6 5s1

1,9

Синтетический радиоактивный металл

пл=2172°C

кип=5030°C

44

Ru

101,07

4d7 5s1

2,2

Серебристо-белый металл

пл=2310°C

кип=3900°C

45

Rh

102,91

4d8 5s1

2,28

Серебристо-белый металл

пл=1966°C

кип=3727°C

46

Pd

106,42

4d10

2,2

Мягкий серебристо-белый металл

пл=1552°C

кип=3140°C

47

Ag

107,87

4d10 5s1

1,93

Серебристо-белый металл

пл=962°C

кип=2212°C

48

Cd

112,41

4d10 5s2

1,69

Серебристо-серый металл

пл=321°C

кип=765°C

49

In

114,82

5s2 5p1

1,78

Мягкий серебристо-белый металл

пл=156°C

кип=2080°C

50

Sn

118,71

5s2 5p2

1,96

Мягкий серебристо-белый металл

пл=232°C

кип=2270°C

51

Sb

121,76

5s2 5p3

2,05

Серебристо-белый полуметалл

пл=631°C

кип=1750°C

52

Te

127,60

5s2 5p4

2,1

Серебристый блестящий полуметалл

пл=450°C

кип=990°C

53

I

126,90

5s2 5p5

2,66

Черно-серые кристаллы

пл=114°C

кип=184°C

54

Xe

131,29

5s2 5p6

2,6

Бесцветный газ

пл=-112°C

кип=-107°C

55

Cs

132,91

6s1

0,79

Мягкий серебристо-желтый металл

пл=28°C

кип=690°C

56

Ba

137,33

6s2

0,89

Серебристо-белый металл

пл=725°C

кип=1640°C

57

La

138,91

5d1 6s2

1,1

Серебристый металл

пл=920°C

кип=3454°C

58

Ce

140,12

f-элемент

Серебристый металл

пл=798°C

кип=3257°C

59

Pr

140,91

f-элемент

Серебристый металл

пл=931°C

кип=3212°C

60

Nd

144,24

f-элемент

Серебристый металл

пл=1010°C

кип=3127°C

61

Pm

146,92

f-элемент

Светло-серый радиоактивный металл

пл=1080°C

кип=2730°C

62

Sm

150,36

f-элемент

Серебристый металл

пл=1072°C

кип=1778°C

63

Eu

151,96

f-элемент

Серебристый металл

пл=822°C

кип=1597°C

64

Gd

157,25

f-элемент

Серебристый металл

пл=1311°C

кип=3233°C

65

Tb

158,93

f-элемент

Серебристый металл

пл=1360°C

кип=3041°C

66

Dy

162,50

f-элемент

Серебристый металл

пл=1409°C

кип=2335°C

67

Ho

164,93

f-элемент

Серебристый металл

пл=1470°C

кип=2720°C

68

Er

167,26

f-элемент

Серебристый металл

пл=1522°C

кип=2510°C

69

Tm

168,93

f-элемент

Серебристый металл

пл=1545°C

кип=1727°C

70

Yb

173,04

f-элемент

Серебристый металл

пл=824°C

кип=1193°C

71

Lu

174,96

f-элемент

Серебристый металл

пл=1656°C

кип=3315°C

72

Hf

178,49

5d2 6s2

Серебристый металл

пл=2150°C

кип=5400°C

73

Ta

180,95

5d3 6s2

Серый металл

пл=2996°C

кип=5425°C

74

W

183,84

5d4 6s2

2,36

Серый металл

пл=3407°C

кип=5927°C

75

Re

186,21

5d5 6s2

Серебристо-белый металл

пл=3180°C

кип=5873°C

76

Os

190,23

5d6 6s2

Серебристый металл с голубоватым оттенком

пл=3045°C

кип=5027°C

77

Ir

192,22

5d7 6s2

Серебристый металл

пл=2410°C

кип=4130°C

78

Pt

195,08

5d9 6s1

2,28

Мягкий серебристо-белый металл

пл=1772°C

кип=3827°C

79

Au

196,97

5d10 6s1

2,54

Мягкий блестящий желтый металл

пл=1064°C

кип=2940°C

80

Hg

200,59

5d10 6s2

2,0

Жидкий серебристо-белый металл

пл=-39°C

кип=357°C

81

Tl

204,38

6s2 6p1

Серебристый металл

пл=304°C

кип=1457°C

82

Pb

207,2

6s2 6p2

2,33

Серый металл с синеватым оттенком

пл=328°C

кип=1740°C

83

Bi

208,98

6s2 6p3

Блестящий серебристый металл

пл=271°C

кип=1560°C

84

Po

208,98

6s2 6p4

Мягкий серебристо-белый металл

пл=254°C

кип=962°C

85

At

209,98

6s2 6p5

2,2

Нестабильный элемент, отсутствует в природе

пл=302°C

кип=337°C

86

Rn

222,02

6s2 6p6

2,2

Радиоактивный газ

пл=-71°C

кип=-62°C

87

Fr

223,02

7s1

0,7

Нестабильный элемент, отсутствует в природе

пл=27°C

кип=677°C

88

Ra

226,03

7s2

0,9

Серебристо-белый радиоактивный металл

пл=700°C

кип=1140°C

89

Ac

227,03

6d1 7s2

1,1

Серебристо-белый радиоактивный металл

пл=1047°C

кип=3197°C

90

Th

232,04

f-элемент

Серый мягкий металл

91

Pa

231,04

f-элемент

Серебристо-белый радиоактивный металл

92

U

238,03

f-элемент

1,38

Серебристо-белый металл

пл=1132°C

кип=3818°C

93

Np

237,05

f-элемент

Серебристо-белый радиоактивный металл

94

Pu

244,06

f-элемент

Серебристо-белый радиоактивный металл

95

Am

243,06

f-элемент

Серебристо-белый радиоактивный металл

96

Cm

247,07

f-элемент

Серебристо-белый радиоактивный металл

97

Bk

247,07

f-элемент

Серебристо-белый радиоактивный металл

98

Cf

251,08

f-элемент

Нестабильный элемент, отсутствует в природе

99

Es

252,08

f-элемент

Нестабильный элемент, отсутствует в природе

100

Fm

257,10

f-элемент

Нестабильный элемент, отсутствует в природе

101

Md

258,10

f-элемент

Нестабильный элемент, отсутствует в природе

102

No

259,10

f-элемент

Нестабильный элемент, отсутствует в природе

103

Lr

266

f-элемент

Нестабильный элемент, отсутствует в природе

104

Rf

267

6d2 7s2

Нестабильный элемент, отсутствует в природе

105

Db

268

6d3 7s2

Нестабильный элемент, отсутствует в природе

106

Sg

269

6d4 7s2

Нестабильный элемент, отсутствует в природе

107

Bh

270

6d5 7s2

Нестабильный элемент, отсутствует в природе

108

Hs

277

6d6 7s2

Нестабильный элемент, отсутствует в природе

109

Mt

278

6d7 7s2

Нестабильный элемент, отсутствует в природе

110

Ds

281

6d9 7s1

Нестабильный элемент, отсутствует в природе

Металлы

Неметаллы

Щелочные

Щелоч-зем

Благородные

Галогены

Халькогены

Полуметаллы

s-элементы

p-элементы

d-элементы

f-элементы

Наведите курсор на ячейку элемента, чтобы получить его краткое описание.

Чтобы получить подробное описание элемента, кликните по его названию.

8 сильнейших кислот, известных нам

Что делает кислоту сильной или слабой? Чтобы ответить на этот вопрос, нам сначала нужно взглянуть на определение кислоты. Это химическое соединение, которое принимает электроны и / или отдает (диссоциирует) ионы водорода, также известные как протоны.

Следовательно, уровни кислотности кислоты зависят от ее способности диссоциировать ионы водорода, т.е. чем больше число ионов водорода, продуцируемых кислотой в растворе, тем более кислым он является. Теперь, прежде чем мы перейдем к списку сильнейших кислот на Земле, есть определенные термины и определения, с которыми вам необходимо ознакомиться.

Константа диссоциации кислоты (Ka): иногда известная как константа ионизации кислоты или просто кислотная константа — это количественно выраженная сила кислоты в водном растворе. С одной стороны, когда pH или «мощность водорода» определяют уровень основности или, в этом случае, кислотность любого раствора, константа диссоциации кислоты говорит нам о концентрации ионов водорода [H +] или ионов гидрония [h4O +] в растворе.

Это подводит нас к другому связанному и важному показателю кислотности pKa. Это в основном отрицательный целочисленный логарифм Ka.

pKa = -log10Ka

Чем сильнее кислота, тем ниже значения pKa.

Уксусная кислота отдает протон (в зеленом цвете) воде, чтобы произвести ион гидрония и ион ацетата. (Кислород в красном, водород в белом и углерод в черном)

Функция кислотности Гаммета: (H o) Всем нам известна шкала pH, которая обычно используется для измерения уровней кислотности или основности химических веществ, но когда речь идет о суперкислотах, она просто становится бесполезной, поскольку их уровни кислотности в миллион раз больше, чем серная и соляная кислоты.

Таким образом, чтобы измерить суперкислоты на основе их уровней кислотности, исследователи придумали функцию кислотности Гаммета. Первоначально он был предложен американским физическим химиком Луи Плаком Гаммет.

Суперкислота. Суперкислота — это просто кислота с уровнем кислотности более 100% -ной серной кислоты с функцией кислотности Гаммета ниже -12. В более технических терминах его можно определить как среду, в которой химический потенциал протона выше, чем в чистой серной кислоте.

8. Серная кислота

Серная кислота (98%) на листе бумаги

Химическая формула: H2SO4
pKa значение: -3
Ho значение: 12

Серная кислота или купорос не нуждаются в формальном введении. Он не имеет запаха, цвета и вызывает интенсивную экзотермическую реакцию при смешивании с водой. Серная кислота является важным химическим веществом, которое необходимо для многих отраслей промышленности, таких как сельское хозяйство, очистка сточных вод и нефтепереработка. Она также используется в кислотах аккумулятора и чистящих средствах.

Она также играет важную роль в изучении кислот в целом. Серная кислота служит базовым эталоном для сравнения уровней кислотности суперкислот или кислот. Хотя существует несколько способов получения серной кислоты, обычно используют контактный процесс и влажный процесс серной кислоты.

SO 4 может нанести значительный ущерб коже человека при прямом контакте. Это также очень разъедает многие металлы. Химическое вещество гораздо более агрессивно и опасно, когда присутствует в высокой концентрации, благодаря своим превосходным окислительным и дегидратирующим свойствам.

7. Соляная кислота

Химическая формула: HCl
pK значение: -5,9

Подобно серной кислоте, соляная кислота также является важным химическим веществом, которое широко используется в лабораториях и различных отраслях промышленности. Соляная кислота была обнаружена где-то около 800 г. н.э. иранским ученым-эрудитом по имени Джабир ибн Хайян.

Те, кто задаются вопросом, почему соляная кислота сильнее серной кислоты, несмотря на то, что последняя является контрольной точкой для суперкислот, причина этого заключается в том, что серная кислота является дипротоновой кислотой, которая обычно не полностью диссоциирует.

Другими словами, HCl сильнее серной кислоты, поскольку ее ионы водорода (HCl) легко отделяются от хлорида по сравнению с сульфат-ионом из серной кислоты. Так или иначе, соляная кислота в основном используется в тяжелой промышленности для удаления ржавчины с железа и стали перед дальнейшей обработкой. Кроме того, это жизненно важный компонент в производстве органических (винилхлорид используется для ПВХ) и многих неорганических соединений.

6. Трифторметансульфоновая кислота

Трифторметансульфоновая кислота

Химическая формула: CF SO H
pK значение: -14,7

Трифторметансульфоновая кислота, наиболее известная как трифликовая кислота, была впервые синтезирована / обнаружена Робертом Хазелдином, британским химиком, еще в 1954 году. Она известна своей замечательной химической и термической стабильностью. В то время как другие сильные кислоты, такие как азотная и хлорная кислоты, подвержены окислению, трифликовая кислота — нет.

Трифликовая кислота используется во многих протонированиях и титрованиях (количественный анализ химического состава). Важная причина, по которой трифликовая кислота является предпочтительной в определенных случаях, заключается в том, что она не  сульфонирует другие вещества, что характерно для хлорсульфоновой кислоты и серной кислоты.

Излишне говорить, что это чрезвычайно опасно. Любой контакт кожи с кислотой может вызвать серьезные ожоги и может привести к незначительному повреждению тканей. Это может также вызвать отек легких и судороги и другие критические условия при вдыхании.

5. Фторсульфоновая кислота

Химическая формула: HSO F
значение: -15.1
pK значение: -10

Фторосерная кислота или серно-фтористоводородная кислота (официальное название) является второй сильнейшей однокомпонентной кислотой, доступной сегодня. Это желтый на вид и, конечно, очень едкий / токсичный. HSO F обычно получают путем взаимодействия фтористого водорода с триоксидом серы, и в сочетании с пентафторидом сурьмы он образует «волшебную кислоту», гораздо более сильную кислоту и протонирующий агент.

Кислота может быть использована для алкилирования углеводородов (с алкенами) и изомеризации алканов, а также для травления стекла (художественное стекло). Это обычный фторирующий агент в лабораториях.

4. Хлорная кислота

Химическая формула: HClO 4
pK значение: -10, -15.2

Хлорная кислота является одной из самых сильных кислот Бренстеда-Лоури, которые обладают сильными окислительными свойствами и обладают высокой коррозионной активностью. Традиционно ее получают обработкой перхлората натрия соляной кислотой (HCl), которая также создает хлорид натрия.

NaClO4 + HCl → NaCl + HClO4

В отличие от других кислот, хлорная кислота не подвержена гидролизу. Это также одна из самых регулируемых кислот в мире. Еще в 1947 году в Лос-Анджелесе, штат Калифорния, около 150 человек получили ранения и 17 человек погибли в результате химического взрыва, в котором содержалось почти 75% хлорной кислоты (по объему) и 25% ангидрида уксусной кислоты. Также было повреждено более 250 близлежащих зданий и транспортных средств.

Несмотря на взрывную природу, хлорная кислота широко используется и даже предпочтительна в некоторых типах синтеза. Это также важный компонент перхлората аммония, который используется в современном ракетном топливе.

3. Фторированная карборановая кислота

Общая структура карбоновой кислоты

Химическая формула: H (CHB 11 F 11)
o  значение: -18
pK a  значение: -20

Карборановые кислоты являются одной из самых сильных групп суперкислот, известных человеку, немногие из которых, как считается, имеют значение функции кислотности Гамметта, равное -18, что более чем в миллион раз выше уровня кислотности, чем чистая (100%) серная кислота.

Одним из таких членов этой группы является фторированная карборановая кислота. Хотя о существовании такого химического вещества первоначально сообщалось в 2007 году, исследователи смогли в полной мере изучить его природу только в 2013 году. До его открытия корона сильнейшей кислоты Бренстеда перешла к сильно хлорированной версии этого семейства суперкислот.

Фторированный карборан является единственной известной кислотой, которая может протонировать (переносить ион водорода) диоксид углерода с образованием катионов, соединенных водородом. В отличие от этого, CO 2 не подвергается какой-либо заметной протонации при обработке другими суперкислотами, такими как магическая кислота и HF-SbF5.

2. Волшебная кислота

Химическая формула: FSO 3 H · SbF 5
o  значение: -23

FSO 3 H · SbF 5, наиболее известный как магическая кислота, получают смешением фторсерной кислоты и пентафторида сурьмы в молярном соотношении 1: 1. Эта сверхкислотная система была впервые разработана в 1966 году исследователями из лаборатории Джорджа Олаха, Университета Case Western Reserve в Огайо.

Его довольно причудливое название было установлено после официального события в 1966 году, когда сотрудник лаборатории Олаха продемонстрировал протонирование углеводородов, в котором парафиновая свеча «волшебным образом» растворилась и превратилась в раствор трет-бутильного катиона после того, как она была помещена в то, что сейчас известно как волшебная кислота.

Хотя Волшебная кислота обычно используется для стабилизации ионов углерода в растворах, она имеет несколько других важных промышленных применений. Например, он может ускорить изомеризацию насыщенных углеводородов и даже протоната метана, ксенона и галогенов, которые все являются слабыми основаниями.

1. Фтороантимоновая кислота

Химическая формула: H 2 FSbF 6
o значение: -15 (в чистом виде), -28 (с> 50 мол.%)

Фторантимоновая кислота является, пожалуй, самой сильной из всех известных суперкислот, основанных на значениях функции кислотности Гаммета. Его получают путем смешивания фтористого водорода с пентафторидом сурьмы, как правило, в соотношении 2: 1. Эта реакция носит экзотермический характер.

Этот суперкислота имеет несколько важных применений в химическом машиностроении и нефтехимической промышленности. Например, его можно использовать для отделения метана и Н 2 от неопентана и изобутана (оба алкана) соответственно.

Неудивительно, что H 2 FSbF 6 чрезвычайно агрессивен и может подвергаться сильному гидролизу при контакте с водой. Как и большинство суперкислот, фторантимоновая кислота может питаться прямо через стекло, поэтому она должна храниться в контейнерах из политетрафторэтилена.

Теперь, большинство из вас, возможно, наткнулись на карбоновые кислоты (либо хлорированная карбоновая кислота, либо фторированная карборановая кислота), когда искали «самые сильные кислоты в мире». Ну, технически они верны, так как карбоновые кислоты являются самыми сильными известными однокомпонентными кислотами на Земле, гораздо более кислыми, чем подобные хлорной и трифликовой кислотам (фтороантимоновая кислота на самом деле является смешанной кислотой).

8 класс. Химия. Кислотные оксиды — Кислотные оксиды

Комментарии преподавателя

Оксиды неметаллов

Вы уже знаете, что все вещества делят на две большие группы – органические и неорганические вещества. В 8 классе изучается  классификация неорганических веществ. Вам уже знакомы некоторые группы неорганических веществ – оксиды, хлориды, сульфиды, кислоты и т.д.

Изучение классов неорганических веществ мы начнем с группы веществ, которую называют кислотными оксидами. Многие простые вещества – неметаллы при взаимодействии с кислородом образуют оксиды.

Уголь сгорает в атмосфере кислорода с образованием оксида углерода (IV):

С+О2 = СО2

Фосфор тоже горит в кислороде, при этом образуется оксид фосфора (V):

4P + 5O2 = 2P2O5

Рис. 1. Горение фосфора в кислороде

При растворении полученных оксидов в воде образуются растворы, обладающие общими свойствами. Эти растворы кислые на вкус. В ходе растворения оксида углерода (IV) и оксида фосфора (V) в воде образуются кислоты. Запишем уравнения этих реакций.

При растворении в воде оксида углерода (IV) образуется угольная кислота – Н2СО3:

СO2 + h3O ↔h3CO3

Угольная кислота – нестойкое вещество, она разлагается на исходные вещества. Поэтому правильнее вместо знака равенства поставить знак обратимости в уравнении этой реакции.

Оксид фосфора (V) хорошо растворяется в воде с образованием ортофосфорной кислоты h4PO4:

P2O5+3h3O=2h4PO4

Данные реакции являются реакциями соединения.

Теперь мы можем объяснить происхождение названия химического элемента кислорода. «кислород» — «рождающий кислоты»: при взаимодействии некоторых неметаллов с кислородом образуются оксиды, растворение которых в воде позволяет получить кислоты.

Оксиды, которым соответствуют кислоты, называют кислотными оксидами.

Например, оксид углерода (IV) и оксид фосфора (V) – кислотные оксиды.

Но не все оксиды неметаллов являются кислотными. Есть оксиды неметаллов, которым не соответствуют кислоты. Среди них, оксид углерода (II) или угарный газ — СО, оксиды азота (I) и (II) – N2O, NO. Этим оксидам кислоты не соответствуют.

Есть еще один интересный факт – не все кислотные оксиды взаимодействуют с водой. Например, оксид кремния (IV) не растворяется в воде. Это вещество составляет основу кварца и белого речного песка. Но оксид кремния является кислотным оксидом, т.к. ему соответствует кремниевая кислота h3SiO3. Это стало известно благодаря тому, что кремниевая кислота разлагается на оксид кремния и воду:

h3SiO3 = SiO2 + h3O

К классу кислотных оксидов относятся не только оксиды неметаллов. Кислотные оксиды могут образовать и некоторые металлы с валентностью более III.

Например оксид хрома (VI) является кислотным оксидом, т.к. ем соответствует хромовая кислота h3CrO4. Эту кислоту можно получить при взаимодействии оксида хрома (VI) с водой:

CrO3+h3O=h3CrO4

[00:04:35/Составление формул кислот, соответствующих оксидам]

Не надо заучивать какая кислота какому оксиду соответствует. Чтобы составить формулу кислоты, соответствующей оксиду, надо запомнить несколько правил. Во-первых, валентность химического элемента в оксиде и соответствующей ему кислоте должна быть одинакова.

Валентности элементов в оксиде вы уже умеете определять. Например, в оксиде азота N2O5 валентность азота равна V. Валентности элементов в кислоте, состоящей из трех химических элементов, определить также несложно. Определим валентности элементов в азотной кислоте HNO3.Валентность водорода в кислотах равна I, валентность кислорода равна II. Чтобы найти валентность азота, нужно из общего числа валентностей кислорода вычесть общее число валентностей водорода, т.е. из 6 вычесть 1.

Рис. 2. Валентность азота в N2O5 и HNO3 одинакова и равна V

Формулу кислоты, соответствующей оксиду можно составить, используя реакцию соединения кислотного оксида с водой. Если суммировать атомы одной молекулы оксида и одной молекулы воды, то в большинстве случаев получится формула искомой кислоты.

Рассмотрим два примера. Составим формулы кислот, соответствующих оксиду углерода (IV) и оксиду азота (III). Просуммируем атомы одной молекулы углекислого газа и одной молекулы воды. Получилась формула угольной кислоты h3CO3.

То же проделаем с одной молекулой N2O3 и одной молекулой Н2О. Получили Н2N2O4. В получившейся формуле можно сократить индексы на 2. Получим HNO2 – азотистую кислоту (Рис. 3).

Рис. 3. Составление формул кислот, соответствующих оксидам

Этим правилом нельзя воспользоваться для составления формулы ортофосфорной кислоты. Чтобы ее получить к молекуле оксида фосфора (V) надо прибавить 3 молекулы воды.

ИСТОЧНИКИ

источник конспекта — http://interneturok.ru/ru/school/chemistry/8-klass/bklassy-neorganicheskih-vewestv-b/kislotnye-oksidy

исчтонки видео — http://www.youtube.com/watch?v=8rRoZ1UiPrQ

источник видео — http://www.youtube.com/watch?v=YLxqe0Dc130

источник презентации — http://ppt4web.ru/khimija/oksidy1.html

источник презентации — http://www.myshared.ru/slide/1002808/

http://www.youtube.com/watch?v=bT0Olh2Cn1c

Сериал «Во все тяжкие»: сколько в нем реальной науки?

Автор фото, AMC

Подпись к фото,

Уолт Уитман, учитель химии и наркобарон

Известный американский телесериал Breaking Bad («Во все тяжкие») вступил в заключительную фазу — с 11 августа выходят в свет последние восемь эпизодов. Его обожатели строят сейчас предположения, чем закончится история школьного учителя из американской глубинки, который сделался сначала изготовителем метамфитамина, а затем главой преступной группировки. Но вот химика доктора Джонатана Хэйра интересует совсем другой вопрос — насколько достоверна научная подоплека этого незаурядного телеповествования.

«Химию нужно уважать», — говорит главный герой фильма Уолтер Уайт. Он в прошлом блестящий химик, которому по семейным обстоятельствам пришлось оставить научную карьеру и стать учителем химии в заурядной средней школе в городе Альбукерке в штате Нью-Мексико.

Обнаружив, что он болен неоперабельным раком легких, он решает обеспечить семью после своей смерти и принимается за изготовление опаснейшего наркотического средства — метамфетамина — в партнерстве со своим бывшим учеником Джесси Пинкманом.

Хотя отношения между ними поначалу настороженные, и Джесси весьма раздражает учительский тон Уолта, вскоре он убеждается, что его бывший учитель способен производить кристаллы метамфетамина высочайшего качества.

Уолт не может удержаться от учительского соблазна и превращает процесс изготовления или «варки» мефамфетамина в увлекательные уроки химии.

Насколько научно достоверными являются его уроки?

Голубые кристаллы

Изготовляемые Уолтом в походной лаборатории, укрытой в трейлере, кристаллы имеют необычный голубой оттенок и отличаются невероятной чистотой. Это увлекательная подробность, но обычно цвет кристалла не свидетельствует о его химической чистоте. Примеси в минералах типа кварца могут делать их розовыми или фиолетовыми (аметист), но обычно цвет является результатом взаимодействия электронов вещества с видимым светом и не является показателем беспримесности.

Фосфиновый газ

Автор фото, AMC

В одной из первых сцен телесериала Уолт оказывается в своей передвижной лаборатории, укрытой в пустыне Нью-Мексико, под дулами пистолетов двух гангстеров. Он на ходу приходит к мысли покончить с ними, бросив порошок красного фосфора в колбу с кипятком. Уолту удается выскочить из автофургона и запереть в нем гангстеров, которые гибнут от образовавшегося в результате реакции фосфинового газа.

Красный фосфор может реагировать с водородом, но не с горячей водой. Так что это не очень правдоподобно с научной точки зрения. Правда, белый фосфор может дать такую реакцию, но только в сочетании с гидроксидом натрия, широко распространенном в быту. Но об этом Уолт ничего не рассказывает Джесси.

Ванна для растворения трупов

Автор фото, AMC

На самом деле от газа гибнет только один из гангстеров. Уолт убивает другого, но теперь ему надо избавиться от трупа. В жуткой сцене Джесси наполняет ванну фтористоводородной кислотой, чтобы растворить в ней тело. Эта кислота, которая еще называется плавиковой, обладает необычными химическими свойствами. Она растворяет стекло и хранить ее приходится в пластиковых емкостях.

Это очень едкая кислота, но ее едкость определяется ее химическими свойствами, а не концентрацией, как говорится в фильме. К сожалению, Джесси не следует настойчивыми указаниям Уолта о приобретении пластиковой бочки, а просто сливает кислоту в обычную чугунную эмалевую ванну. В результате кислота не только растворяет труп, но проедает чугун и бетонное перекрытие, и остатки ванны обрушиваются в подвал.

Самопальная батарея

В другом эпизоде Уолт и Джесс занимаются «варкой» метамфетамина в пустыне, но когда настает время возвращаться, оказывается, что аккумулятор древнего автофургона безнадежно разрядился и мотор не завести. Уолт изготовляет из подручных средств — кислоты, металлических обломков и проводов — новую самодельную батарею и объясняет попутно химическую сторону вопроса Джесси. Если металлическую пару поместить в кислотный раствор или даже электролит типа морской воды, возникает электродвижущая сила.

Все, кому в детстве делали ртутные пломбы, знают о странном ощущении, которое возникает, если взять в рот кусочек алюминиевой фольги. Это классический пример из урока электрохимии. Слюна выполняет роль электролита, так как является слабой кислотой. Объяснения Уолта вполне правдоподобны, но, к сожалению, изготовленная им батарея не могла дать тока достаточной силы, чтобы провернуть стартер.

Гремучая ртуть

Автор фото, AMC

Еще один эпизод — в нем Уолт решает раз и навсегда покончить с гангстером и убийцей Туко. Он приходит к нему в контору и предлагает ему порцию кристаллов метамфетамина, но при этом требует немедленной оплаты. На самом деле пластиковый мешок с наркотиком, врученный им Туко, содержит кристаллы гремучей ртути. Уолт бросает его на пол и раздается мощный взрыв. Мы видим, как Уолт покидает пылающий дом с мешком денег в руках. Реально ли всё это? Может ли небольшое количество этого вещества произвести такой взрыв?

Гремучая ртуть или фульминат ртути действительно является весьма неустойчивым и взрывоопасным соединением, и в школьной химической лаборатории его можно изготовить без особого труда.

Но уже кристаллы с размерами более 3-5 мм являются крайне неустойчивыми и могут в любой момент взорваться. Пластиковый мешок, который Уолт вручает Туко, по виду содержит граммов 200 крупных кристаллов гремучей ртути. Такое количество должно взрываться от малейшего сотрясения, и у Уолта не было бы ни малейшего шанса донести его до места. Правда, если бы ему это каким-то чудом удалось, взрыв был бы действительно крайне мощным.

Термитная смесь

Уолт и Джесси выжигают замок в стальной двери, чтобы пробраться на склад с химикатами. Уолт рассказывает Джесси, что для этого он применил термитный заряд. Термит представляет собой смесь оксида железа с порошком алюминия или другого металла с высокой реактивной способностью. Температура их реакции обычно очень высока и термитная смесь широко используется при сварке железнодорожных рельсов, например, или при вскрытии сейфов. С научной точки зрения с этим эпизодом всё в порядке.

5. Что такое карбоновые кислоты?

Карбоновые кислоты представляют собой гомологичный ряд, в котором соединения содержат функциональную группу, называемую карбоксильной группой (-COOH). Общая молекулярная формула карбоновых кислот: C n H 2n + 1 COOH. Карбоновые кислоты содержат по крайней мере одну карбоксильную группу. Карбоновые кислоты с двумя или более присоединенными карбоксильными группами называются дикарбоновыми кислотами, трикарбоновыми кислотами и т. Д. Карбоновые кислоты — это производные углеводородов, в которых один или несколько атомов водорода в углеводороде заменены карбоксильной группой.Первые четыре карбоновые кислоты, полученные из алканов, — это метановая кислота (HCOOH), этановая кислота (CH 3 COOH), пропановая кислота (C 2 H 5 COOH) и бутановая кислота (C 3 H 7 ). COOH).

Следующие несколько карбоновых кислот следующие:

пентановая кислота (C 4 H 9 COOH)

гексановая кислота (C 5 H 11 COOH)

гептановая кислота (C 6 H 13 COOH)

октановая кислота (C 7 H 15 COOH)

нонановая кислота (C 8 H 17 COOH)

декановая кислота (C 9 H 19 9000

H)

Список распространенных карбоновых кислот:

9 0072 3
Прямоцепные насыщенные карбоновые кислоты
Атомы углерода Общее название Название ИЮПАК Химическая формула Обычное место использования
1 Муравьиная кислота Метановая кислота HCOOH Укусы насекомых
2 Уксусная кислота Этановая кислота CH 3 COOH Уксус
Пропионовая кислота Пропановая кислота CH 3 CH 2 COOH Консервант для хранения зерна
4 Масляная кислота Бутановая кислота CH 3 (CH 2 ) 2 COOH Прогорклое масло
5 Валериановая кислота Пентановая кислота CH 3 (CH 2 ) 3 COOH Валериан Caproic
6 кислота Гексановая кислота CH 3 (CH 2 ) 4 COOH Козий жир
7 Энантовая кислота Гептановая кислота CH 3 (CH 2 ) 5 COOH
8 Каприловая кислота Октановая кислота CH 3 (CH 2 ) 6 CO OH Кокосы и грудное молоко
9 Пеларгоновая кислота Нонановая кислота CH 3 (CH 2 ) 7 COOH Пеларгония
10 Каприновая кислота Декановая кислота CH 3 (CH 2 ) 8 COOH
12 Лауриновая кислота Додекановая кислота CH 3 (CH 2 ) 10

Кокосовое масло и мыло для мытья рук.
14 Миристиновая кислота Тетрадекановая кислота CH 3 (CH 2 ) 12 COOH Мускатный орех
16 Пальмитиновая кислота

02

Гексадекановая кислота (CH 2 ) 14 COOH Пальмовое масло
18 Стеариновая кислота Октадекановая кислота CH 3 (CH 2 ) 16 COOH Шоколад, воск, воск мыла и масла
20 Арахидовая кислота Икозановая кислота CH 3 (CH 2 ) 18 COOH Арахисовое масло
Класс соединения
Другие карбоновые кислоты

57

Члены
ненасыщенные монокарбоновые кислоты акриловая кислота (2-пропеновая кислота) — CH 2 = CHCOO H, используемый в синтезе полимеров
Жирные кислоты Средне- и длинноцепочечные насыщенные и ненасыщенные монокарбоновые кислоты, с четным числом атомов углерода Примеры докозагексаеновой кислоты и антикозапентаеновой кислоты (пищевые добавки)
Аминокислоты строительные блоки белков
Кетокислоты кислоты биохимического значения, содержащие кетоновую группу e.грамм. ацетоуксусная кислота и пировиноградная кислота
Ароматические карбоновые кислоты бензойная кислота, натриевая соль бензойной кислоты используется в качестве пищевого консерванта, салициловая кислота — бета-гидроксильный тип, обнаруженный во многих продуктах по уходу за кожей
Дикарбоновые кислоты , содержащий две карбоксильные группы, примеры адипиновой кислоты, мономера, используемого для производства нейлона и альдаровой кислоты — семейство сахарных кислот
Трикарбоновые кислоты , содержащие три карбоксильные группы, например лимонная кислота — содержится в цитрусовых и изоцитриновой кислоте
Альфа-гидроксикислоты , содержащие гидроксигруппу, например глицериновую кислоту, гликолевую кислоту и молочную кислоту (2-гидроксипропановую кислоту) — содержатся в кислой молочной винной кислоте — встречаются в вине

Полезные видеоролики:

Введение карбоновым кислотам

Обозначение карбоновых кислот кислоты

Сильные кислоты и основания: таблица и примеры — видео и стенограмма урока

Strong Acids

Вы можете быть немного удивлены, когда узнаете, что одна из самых сильных кислот находится внутри вашего тела! Соляная кислота , или HCl , представляет собой сложное вещество, состоящее из атомов водорода и хлора, имеющее pKa -7.Эта кислота не существует в полной мере в вашем теле. Его смешивают с другими соединениями, снижающими кислотность.

Химическое название Химическая формула Ионизация
Соляная кислота HCl H (+) + Cl (-)
Серная кислота h3 SO4 H (+) + HSO4
Азотная кислота HNO3 H (+) + NO3
Йодоводородная кислота HI Н (+) + Я (-)
Бромоводородная кислота HBr H (+) + Br (-)
Хлорная кислота HClO4 Н (+) + HClO3

Если вы занимаетесь садоводством, то, вероятно, вы использовали удобрение, состоящее из серной кислоты , другой сильной кислоты.Серная кислота — это кислота, состоящая из водорода в сочетании с сульфатом, дающая химическую формулу h3 SO4 . PKa серной кислоты составляет от -3 до 2 в зависимости от концентрации.

Или, возможно, вы использовали удобрение, изготовленное из азотной кислоты или HNO3 . Это сильная кислота, состоящая из водорода и нитрата, с pKa -1,3. Другие сильные кислоты включают иодистоводородную кислоту, хлорноватистую кислоту, бромистоводородную кислоту и хлорную кислоту.

Прочные основания

Вероятно, прямо сейчас у вас дома есть вещества, изготовленные на основе сильных оснований. NaOH , или гидроксид натрия , представляет собой основное вещество с pKb около 0,2, состоящее из атома натрия и молекулы гидроксида. Его обычно используют при изготовлении пластика и очистителей сливов.

Химическое название Химическая формула Ионизация
Гидроксид натрия NaOH Na (+) + OH (-)
Гидроксид калия КОН К (+) + ОН (-)
Гидроксид рубидия RbOH Rb (+) + OH (-)
Гидроксид кальция CaOh3 Са (+) + 2ОН (-)
Гидроксид цезия CsOH Cs (+) + OH (-)
Гидроксид лития LiOH Li (+) + OH (-)

Еще одно сильное основание — гидроксид калия с химической формулой KOH .Это базовое вещество с pKb 0,5. Это обычная основа для щелочных батарей и многих мыла и моющих средств. Иногда вы увидите его под другим названием — едкий калий.

Есть еще около четырех других баз, которые считаются сильными, чтобы завершить шесть самых сильных баз. Это гидроксид рубидия, гидроксид кальция, гидроксид цезия и гидроксид лития.

Резюме урока

Теория Аррениуса утверждает, что кислот — это заряженные молекулы или соединения, которые выделяют ионы водорода (H +) при диссоциации, а оснований — это заряженные молекулы или соединения, которые выделяют гидроксид-ионы (OH-), когда они диссоциируют. они диссоциируют.Базовый также называется щелочным .

Ka сообщает, насколько вероятно диссоциация кислоты, а Kb сообщает, насколько вероятно диссоциация основания. pKa — отрицательный логарифм Ka, а pKb — отрицательный логарифм Kb. Меньшие значения pKa указывают на сильную кислоту, а меньшие значения pKb указывают на сильное основание.

Сильные кислоты включают:

  • Соляная кислота (HCl) : pKa -7
  • Серная кислота (h3 SO4 : pKa от -3 до -2
  • Азотная кислота (HNO3) : pKa 1.3
  • Йодоводородная кислота
  • Хлорная кислота
  • Кислота бромистоводородная
  • Хлорная кислота

Сильные основания включают:

  • Гидроксид натрия (NaOH) : pKb 0,2
  • Гидроксид калия (КОН) , также называемый едким калием: pKb 0,5
  • Гидроксид рубидия
  • Гидроксид кальция
  • Гидроксид цезия
  • Гидроксид лития

Прочность кислоты и молекулярная структура

15.13: Сила кислоты и молекулярная структура

Бинарные кислоты и основания

В отсутствие какого-либо выравнивающего эффекта, кислотная сила бинарных соединений водорода с неметаллами (A) увеличивается по мере того, как прочность связи H-A уменьшается на группу в периодической таблице. Для группы 17 порядок увеличения кислотности HF 2 O 2 S 2 Se 2 Te.По всей строке периодической таблицы сила кислоты бинарных водородных соединений увеличивается с увеличением электроотрицательности атома неметалла, поскольку полярность связи H-A увеличивается. Таким образом, порядок увеличения кислотности (для удаления одного протона) во втором ряду: CH 4 3 2 O 4 3 2 S

Тройные кислоты и основания

Тройные соединения, состоящие из водорода, кислорода и некоторого третьего элемента («E»), могут иметь структуру, как показано на изображении ниже.В этих соединениях центральный атом E связан с одним или несколькими атомами O, и по крайней мере один из атомов O также связан с атомом H, что соответствует общей молекулярной формуле O m E (OH) n . Эти соединения могут быть кислотными, основными или амфотерными в зависимости от свойств центрального атома E. Примеры таких соединений включают серную кислоту, O 2 S (OH) 2 , серную кислоту, OS (OH) 2 , азотную кислоту, O 2 NOH, хлорную кислоту, O 3 ClOH, алюминий гидроксид, Al (OH) 3 , гидроксид кальция, Ca (OH) 2 , и гидроксид калия, КОН.

Если центральный атом E имеет низкую электроотрицательность, его притяжение для электронов низкое. У центрального атома существует небольшая тенденция к образованию прочной ковалентной связи с атомом кислорода, и связь a между элементом и кислородом разрушается легче, чем связь b между кислородом и водородом. Следовательно, связь a является ионной, ионы гидроксида выделяются в раствор, и материал ведет себя как основание — это случай с Ca (OH) 2 и KOH. Более низкая электроотрицательность характерна для более металлических элементов; следовательно, металлические элементы образуют ионные гидроксиды, которые по определению являются основными соединениями.

Если, с другой стороны, атом E имеет относительно высокую электроотрицательность, он сильно притягивает электроны, которые он разделяет с атомом кислорода, образуя относительно прочную ковалентную связь. Связь кислород-водород, связь b , тем самым ослабляется, потому что электроны смещаются в сторону E. Связь b полярна и легко выделяет ионы водорода в раствор, поэтому материал ведет себя как кислота. Высокие электроотрицательности характерны для более неметаллических элементов.Таким образом, неметаллические элементы образуют ковалентные соединения, содержащие кислотные группы -OH, которые называются оксикислотами.

Увеличение степени окисления центрального атома E также увеличивает кислотность оксикислоты, потому что это увеличивает притяжение E для электронов, которые он разделяет с кислородом, и тем самым ослабляет связь O-H. Серная кислота, H 2 SO 4 , или O 2 S (OH) 2 (со степенью окисления серы +6), более кислая, чем серная кислота, H 2 SO 3 , или OS (OH) 2 (со степенью окисления серы +4).Аналогично, азотная кислота, HNO 3 или O 2 NOH (степень окисления N = +5), более кислая, чем азотистая кислота, HNO 2 или ONOH (степень окисления N = +3). В каждой из этих пар степень окисления центрального атома больше для более сильной кислоты.

Карбоновые кислоты

Карбоновые кислоты содержат карбоксильную группу. Карбоновые кислоты являются слабыми кислотами, что означает, что они не ионизируются на 100% в воде.

Карбоновая кислота действует как слабая кислота, потому что, как и в случае оксикислот, второй кислород, присоединенный к атому углерода, увеличивает полярность связи O-H и делает ее более слабой.Кроме того, после потери протона карбоксильная группа превращается в ион карбоксилата, который проявляет резонанс. Различные резонансные структуры стабилизируют ион карбоксилата, поскольку его отрицательный заряд делокализован по нескольким атомам.

Этот текст адаптирован из Openstax, Chemistry 2e, Раздел 14.3: Относительные силы кислот и оснований и Openstax, Chemistry 2e, Раздел 20.3 Альдегиды, кетоны, карбоновые кислоты и сложные эфиры .

Создана самая сильная кислота в мире: Nature News

Мощный, но нежный состав превосходно справляется с деликатными реакциями.

Многие суперкислоты едят прямо через стекло, но новый рекордсмен достаточно стабилен, чтобы его можно было хранить в бутылке. © Getty

Самая сильная кислота в мире, по крайней мере в миллион раз более сильнодействующая, чем концентрированная серная кислота, была получена в лаборатории В Калифорнии. Возможно, что сбивает с толку, он также является одним из наименее агрессивных.

Соединение, называемое карборановой кислотой, является первой «суперкислотой», которая может храниться в бутылке, говорят ее создатели.Предыдущий рекордсмен, фтористоводородная кислота, настолько коррозионно-агрессивен, что разъедает стекло.

Мягкость новой кислоты объясняется ее замечательной химической стабильностью, говорят Кристофер Рид из Калифорнийского университета в Риверсайде и его коллеги. Как и все кислоты, он реагирует с другими соединениями, отдавая им заряженный атом водорода. Но то, что осталось позади, хотя и имеет отрицательный заряд, но настолько стабильно, что отказывается реагировать дальше.

Именно эта вторичная реакция важна для коррозии.Например, фтористоводородная кислота разъедает стекло, которое в основном состоит из диоксида кремния, потому что ион фтора атакует кремний, когда водород реагирует с кислородом.

Кислотный тест

«Наши исследования основаны на создании молекул, которые никогда не были созданы».

Кристофер Рид
Калифорнийский университет, Риверсайд

Новая кислота, имеющая формулу H (CHB 11 Cl 11 ), невероятно хороша в донорстве ионов водорода или протонов, что очень кислотно. сила определяется.Она более чем в 100 триллионов раз более кислая, чем вода в вашем местном бассейне. Но карборановая часть молекулы, которая остается после выделения протона, содержит кластер из 11 атомов бора и одного углерода, образующих форму, называемую икосаэдром.

«Возможно, это самая стабильная группа атомов, которая существует в химии», — говорит Рид, и объясняет, почему карбановые кислоты отказываются участвовать в полной коррозии. «Карборановые кислоты обеспечивают чистую кислотность без резкости», — говорят исследователи.

Рид настаивает на том, что радость от его работы исходит от простого придумывания новых химических веществ. «Наши исследования основаны на создании молекул, которых никогда раньше не было», — говорит он. «Карборановые кислоты позволяют нам делать это».

Но они могут иметь и более практическое применение. Они позволяют производить «подкисленные» органические молекулы. Это соединения, к которым был добавлен ион водорода, как и в случае многих витаминов в добавках, отпускаемых без рецепта.

Подкисленные соединения быстро появляются при переваривании продуктов питания, при переработке нефти и производстве лекарств, говорит Рид.Карборановые кислоты можно использовать для более тщательного изучения этих неуловимых химических веществ или даже для более эффективного проведения реакций химической промышленности.

Но ближайшей целью исследователей было бы меньше денег. Они хотят использовать карбоновые кислоты для подкисления атомов инертного газа ксенона просто потому, что, по их словам, «этого никогда не делали раньше».

Калифорнийский университет, Риверсайд

  • Список литературы

    1. Юхас М., и др. . Angewandte Chemie Int. Edn, 43. 5352 — 5355 (2004). | Статья | ChemPort |

Молекулярная структура кислот

Молекулярная структура кислот Бренстеда

Что такого особенного в молекулярной структуре кислот, которые позволяют
им пожертвовать протон? Есть две важные особенности:

Все кислоты должны иметь протон, который можно отдавать.
Это означает, что соединения, не содержащие водород (например, N 2 O), не могут действовать как кислоты.

В большинстве случаев протон связан с сильно электроотрицательным атомом (таким как кислород или галоген).
В связи между электроотрицательным атомом и водородом электроны будут больше притягиваться к электроотрицательному атому, что облегчает передачу протона основанию. На рисунках ниже сравниваются плотности электронов углеродно-водородной связи (где оба атома имеют примерно одинаковую электроотрицательность) и хлор-водородной связи (где хлор гораздо более электроотрицателен).

Что такое электроотрицательность?

Электроотрицательный атом в любом месте молекулы будет притягивать электроны к себе; электроотрицательный атом, не связанный напрямую с водородом, все равно будет влиять на кислотность.

Который
из следующих соединений будет более сильная кислота?

Что означает «более сильная кислота»?

Другой класс кислот — это гидратированные ионы металлов.Ионы металлов гидратируются в водных растворах, часто из-за наличия шести молекул воды вокруг них, [M (H 2 O) 6 ] n + . Эти гидратированные катионы являются кислыми, потому что положительный центральный ион притягивает электроны молекулы воды. Это увеличивает полярность связи O-H в воде, позволяя протону быть кислым.

Способность иона поляризовать связь O-H увеличивается с увеличением
интенсивность заряда на ионе. Кроме того, поскольку положительный заряд
с центром в ядре иона, чем меньше ион, тем ближе вода
молекулы относятся к положительному заряду.Молекула воды, очень близкая к
положительный заряд будет более поляризованным, чем молекула воды, которая дальше
подальше от заряда. Гидратированные катионы, образующиеся из небольших, сильно заряженных положительных ионов, имеют тенденцию быть более кислыми, чем катионы из более крупных и менее заряженных ионов.

Который
из следующих гидратированных ионов металлов будет самая сильная кислота?

более заряженные катионы имеют тенденцию быть более кислыми.

Хорошо!

Уксусная кислота — полное руководство

Определение

Уксусная кислота — это монокарбоновая кислота с умеренной коррозионной активностью.Это органическое соединение, также известное как этановая кислота, метанкарбоновая кислота, ацетат водорода или этиловая кислота, используется в химическом производстве, в качестве пищевой добавки и в производстве нефти. Молекулярная формула уксусной кислоты: C 2 H 4 O 2 или CH 3 COOH, где –COOH определяет наличие единственной карбоксильной группы.

Уксус: раствор уксусной кислоты

Структура уксусной кислоты

Уксусная кислота имеет структуру простой карбоновой кислоты и состоит из метильной группы, присоединенной к карбоксильной группе, как показано на изображении ниже.Уксусная кислота или этановая кислота является протонным растворителем; он способен отдавать протоны в виде гидронов (положительно заряженные атомы водорода). Эта характеристика означает, что он является членом группы кислот Бренстеда, в которой протоны передаются молекулам-акцепторам, известным как основания Бренстеда. Пожертвованный водород отделяется от карбоксильной группы. Уксус — это раствор уксусной кислоты и воды, в котором примерно 0,4% молекул уксусной кислоты отдают свои атомы H + , что приводит к кислому раствору примерно 2.4 pH. По сравнению с самой сильной кислотой в мире — карборановой кислотой (H (CHB 11 Cl 11 )) — со значением pH -18, уксусная кислота является слабокислой по сравнению с этим.

Структура уксусной кислоты

Следует пояснить, что не присутствие единственного атома водорода изменяет pH раствора . Нейтральные растворы (ни кислотные, ни щелочные) содержат сбалансированное количество ионов гидроксония (H 3 0 + ) и гидроксильных ионов (OH ).Две молекулы воды (H 2 0) образуются, когда связываются ионы гидроксония и гидроксила, а положительный и отрицательный заряды нейтрализуются. Когда уксусная кислота добавляется в воду, она расщепляется на отрицательно заряженный ацетат-ион (CH 3 COO ) и H + . Следовательно, можно понять альтернативное название уксусной кислоты — гидроацетат. Небольшой процент положительно заряженных ионов водорода связывается с молекулами воды и превращает их в H 3 0 + .Это означает, что имеется больше ионов гидроксония и, следовательно, создается положительно заряженный (или кислый) раствор. Следовательно, pH раствора зависит от баланса гидроксония и гидроксила, а не от количества ионов водорода, хотя они и будут влиять на этот баланс. Значение pH также присваивается только раствору. В растворе всегда есть вода; даже современные суперкислоты, такие как карборан, растворяются в концентрированных водных растворах других кислот. Даже ледяная уксусная кислота имеет небольшое количество воды.

На следующем изображении показано диссоциация уксусной кислоты до ацетата в воде. Слева — одна молекула уксусной кислоты и одна молекула воды. Уксусная кислота передает ион водорода молекуле воды, чтобы произвести ион гидроксония. Мы говорим, что молекула воды протонирована или ей был подарен протон (гидрон).

Диссоциация уксусной кислоты

В качестве растворителя жидкая уксусная кислота растворяет полярные (гидрофильные) соединения, такие как соли и сахара, а также неполярные соединения, в том числе жиры и масла.Это означает, что он имеет множество применений в промышленном химическом производстве, но также получил репутацию добавки для похудания , поскольку она влияет на метаболизм жиров и сахара. Дополнительная информация об использовании уксусной кислоты будет обсуждаться позже в этой статье. В кристаллической форме две молекулы уксусной кислоты соединяются водородными связями, образуя димер. При добавлении воды эти связи разрываются, и кристаллическая форма растворяется.

Димер уксусной кислоты

Формула уксусной кислоты

Формула уксусной кислоты проста и образована метильной и карбоксильной группами.Метильные группы являются одними из наиболее распространенных органических соединений на планете, но редко встречаются как единое целое. Они состоят из трех атомов водорода и одного атома углерода (CH 3 ). Поскольку углерод имеет четыре электрона, свободный электрон обычно связывается с другими молекулами посредством ковалентной связи. Простейшая молекула углерода — это метан (CH 4 ), хорошо известный своим вкладом в глобальное потепление. Со свободным электроном метан реагирует с озоном (O 3 ) с образованием диоксида углерода и воды в следующей реакции: (3) CH 4 + (4) O 3 = (3) CO 2 + (6) H 2 O.На картинке изображена молекула метана, состоящая из метильной группы и дополнительного атома водорода.

Метановая структура

В случае уксусной кислоты свободный электрон связывается с карбоксильной группой (CO 2 H, -COOH или -C (= O) OH), которая представляет собой один атом углерода, связанный с гидроксильной группой (-OH) и с двойной связью с атомом кислорода. На изображении ниже показана карбоксильная группа, где R представляет собой остальную часть молекулы, к которой присоединена карбоксильная группа; букву R иногда заменяют волнистой линией.В случае уксусной кислоты R представляет собой метильную группу. Некоторые предпочитают описывать карбоксильную группу как комбинацию карбонильной группы (C = 0, где = означает двойную связь) и гидроксильной группы (O-H). Карбоновые кислоты содержатся в аминокислотах и ​​необходимы каждому живому организму.

Карбоксильная группа

Существует общая молекулярная формула для всех карбоновых кислот, а именно C n H 2n + 1 COOH. Это означает, что каждая карбоновая кислота содержит в два раза больше атомов водорода, чем атомов углерода, после удаления карбоксильной группы ; формула, которая идеально сочетается с уксусной кислотой — C2h5O2.Когда вы удаляете карбоксильную группу из этой формулы уксусной кислоты, у вас остается один атом углерода и два атома водорода.

Факты об уксусной кислоте

Факты об уксусной кислоте для тех, кто хочет узнать немного больше!

Молярная масса уксусной кислоты составляет 60,052 г на моль (г / моль). Молярная масса — это общая масса элемента или соединения (атомная масса), измеренная в атомных единицах массы или «а.е.м.», деленная на его количество в молях (моль). Одиночная родинка основана на числе Авогадро 6.02214076 × 10 23 , поскольку это число означает, что сравнение между молями и дальтонами, другой научной единицей атомной массы, проще.

Ледяная уксусная кислота — это раствор уксусной кислоты в очень небольшом количестве воды — менее 1%. Слово ледниковое относится к его кристаллической твердой форме при комнатной температуре. Другое название ледяной уксусной кислоты — безводная уксусная кислота. Эта форма представляет собой слабую кислоту, но является едким ядом, вызывающим образование волдырей и ожоги. Поскольку воды для диссоциации очень мало, ледяная уксусная кислота будет передавать свои протоны воде в коже или слизистых оболочках.

Чтобы найти подходящий буферный агент для кислоты, такой как уксусная кислота, необходимо знать значение pH, K a или pK a кислоты. PH, K a и pK a все связаны друг с другом. У уксусной кислоты K a составляет 1,8 x 10-5, или более простое вычисление pK — значение , равное 4,756. PH измеряет количество ионов водорода (H + ) в любом растворе, содержащем воду, и колеблется от 0 (кислотный) до 14 (щелочной). Чем ниже pH, тем выше концентрация ионов водорода.K a и pK a относятся к кислотам и относятся к константе диссоциации кислоты, которая показывает, насколько вероятно, что кислота отдаст свои протоны. Высокий показатель K a говорит нам о том, что кислота сильна и будет реагировать на любое добавленное к ней химическое вещество. У pK a наоборот — чем меньше число, тем сильнее кислота. Это потому, что pK a является отрицательным логарифмом K a .

Однако концентрированная уксусная кислота может иметь более низкий pH, чем сильная кислота.Благодаря pK a , который является постоянным значением, мы можем производить расчеты, не задумываясь о концентрациях. PK a уксусной кислоты составляет 4,756, и это говорит нам о том, насколько вероятно, что протоны будут отданы в растворе. Основания измеряются в зависимости от вероятности удаления протонов из раствора.

Температура кипения уксусной кислоты составляет от 244 до 246 ° F (от 118 до 119 ° C), а точка плавления — от 61 до 62 ° F (от 16 до 17 ° C) или чуть ниже комнатной температуры.Плотность уксусной кислоты составляет 1,049 г / см -3 в жидком состоянии и 1,27 г / см -3 в твердом состоянии.

Наиболее распространенной формой уксусной кислоты является уксус , который содержит 5-20% уксусной кислоты. Насколько велико разбавление (и, следовательно, сила кислоты), называется прочностью зерна. Вы можете легко рассчитать это, умножив концентрацию на 10. Уксус, содержащий 5% уксусной кислоты, будет иметь крепость 50.

Использование уксусной кислоты

Уксусная кислота используется в большом количестве и разнообразна.Эта кислота используется в производстве товаров, пищевой промышленности, в индустрии очистки, в медицине и в качестве добавки для здоровья. Уксусная кислота также является важным биохимическим веществом в форме ацетильной группы, где она является фундаментальной для построения аминокислот и, следовательно, без нее невозможно существовать. Давайте рассмотрим некоторые из этих применений уксусной кислоты более подробно.

Уксусная кислота в производстве товаров

Уксусная кислота — важный химический реагент, используемый для производства ацетата, адгезивов, клеев и синтетических тканей.Уксусная кислота также используется при гальванике, когда металлическое покрытие наносится на объект, помещая его в раствор, содержащий определенную соль металла. Раствор должен быть проводящим, а кислоты, которые отдают ионы водорода, создают идеальные условия. Кроме того, гальваника может происходить только в растворе, а соли металлов растворяются только в растворах с низким (кислым) значением pH.

Уксусная кислота — это сырье, используемое для производства ацетата целлюлозы, уксусного ангидрида (пластмассы) и хлоруксусной кислоты, используемых в производстве красителей и пестицидов, а также некоторых лекарств.

Уксусная кислота в пищевой промышленности

Уксусная кислота, используемая в пищевой промышленности для регулирования уровня кислотности или щелочности пищевых продуктов. Свод федеральных правил (CFR) классифицирует уксусную кислоту как пищевую добавку общего назначения, которая безопасна при использовании в соответствии с надлежащей производственной практикой. В Европе правила Е-номера распространяются на все пищевые добавки. Уксусной кислоте присвоен код E260, и она считается безопасным ингредиентом, который контролирует бактериальную колонизацию и может использоваться без ограничений.Это не новая находка. Говорят, что древние вавилоняне использовали уксус в качестве консерванта.

Уксус используется для производства заправок для салатов, приправ, в том числе горчицы, кетчупа и майонеза, а также для приготовления соусов и солений.

Уксусная кислота для очистки

Уксусная кислота использовалась в качестве чистящего средства и дезодоранта на протяжении веков, если не тысячелетий; губки с уксусом были помещены в дорогие филигранные кольца, которые носили богатые всякий раз, когда они ступали по грязным и вонючим улицам XVIII века.Дезодорирующие свойства уксуса использовались на протяжении многих поколений. Моряки использовали уксус, чтобы мыть палубы кораблей, на которых они работали и жили. Принципы микробного контроля, возможно, не были поняты в то время, но характеристики этого органического раствора со свежим запахом, чистотой и предотвращением болезней были определенно хорошо известны.

Добавление щелочного продукта к кислоте вызывает реакцию пузырьков и шипения. Некоторые традиционные чистящие средства считают, что этот эффект обеспечивает более глубокую очистку и устойчивость поверхностей.Например, очистка заднего двора щелочной каустической содой (гидроксид натрия), а затем использование смеси уксуса поверх нее вызовет реакцию, которая определенно выглядит так, как будто она обладает глубоким очищающим действием; однако это очень мало способствует повышению гигиенического эффекта, а скорее смягчает или препятствует щелочной очищающей способности каустической соды с кислотными свойствами уксуса.

Сегодня многие преданные поклонники белого уксуса рекламируют экологические преимущества использования разбавленной уксусной кислоты для мытья ванных комнат, стирки одежды, удаления запахов и обеспечения чистоты и безопасности поверхностей для приготовления пищи.Уксусная кислота также удаляет ржавчину и известковые отложения.

Уксусная кислота в медицине

Уксусная кислота или уксус, вероятно, использовались в медицине еще до появления письменного слова. Если вы страдали от открытой раны на острове Кос в четвертом веке до нашей эры, возможно, Гиппократ прописал вам ежедневное промывание уксусом. Если у вас болит горло, он мог также попросить вас смешать мед и уксус, чтобы приготовить оксимел, древнегреческое лекарство от кашля; Если вы служили в Европе во время Первой мировой войны, у вас, возможно, был доступ только к уксусу, чтобы поддерживать чистоту и не допускать заражения.

Сегодня растворы уксусной кислоты используются в лабораторных процессах анализа крови в качестве смывки предметных стекол. Они удаляют бактериальные биопленки в ранах и пищеварительной системе и часто используются при инфекциях наружного уха, поэтому избегают использования антибиотиков. Прием уксуса увеличивает уровень ацетата в толстой кишке и способствует усвоению кальция. приводит к снижению артериального давления и, как следствие, большей плотности костей. Исследования изучают возможность использования ацетата в качестве противоопухолевого препарата.

Уксусная кислота в качестве пищевой добавки

Уксусная кислота — популярная добавка для здоровья, которую употребляют в виде уксуса, чаще всего яблочного уксуса. При связывании с коферментом A ацетильная группа уксусной кислоты играет центральную роль в метаболизме углеводов и жиров .

Было проведено много исследований относительно связи между потреблением уксуса и снижением уровня глюкозы в крови. В тех случаях, когда продукты с высоким гликемическим индексом потребляются после приема двух-трех столовых ложек яблочного уксуса, их гликемические значения оказываются на 35% ниже. Для диабетиков это может означать более низкие пики глюкозы в крови после приема пищи и лучший гликемический контроль, а для недиабетиков более низкий риск развития инсулинорезистентности .Замена обычного огурца соленым огурцом показала снижение общего гликемического индекса еды на 30%.

На следующем изображении показано влияние продуктов с низким и высоким гликемическим индексом (ГИ) на уровень глюкозы в крови. Продукты с высоким ГИ вызывают быстрый пик уровня глюкозы в крови, что увеличивает выработку инсулина, что позволяет клеткам метаболизировать глюкозу. Это означает, что уровень глюкозы в крови быстро падает, вызывая чувство голода. Продукты с низким ГИ вызывают более плавное повышение уровня сахара в крови и не заставляют поджелудочную железу вырабатывать такое большое количество инсулина.В результате получается плавная кривая, которая остается стабильной и не опускается, повышая уровень сытости после еды. Когда пища с высоким ГИ и пища с низким ГИ употребляется одновременно, они частично нейтрализуют друг друга, создавая эффект плато. Известно, что уксус имеет тот же эффект, что и пища с очень низким ГИ.

Значения GI

Как уже упоминалось, уксусная кислота также считается добавкой для похудания из-за ее способности повышать пиковый уровень глюкозы после еды и, таким образом, помогает повысить чувство сытости .Также предполагается, что присутствие уксусной кислоты в рационе замедляет опорожнение желудка, что также помогает контролировать некоторые формы переедания. Кроме того, уксус, кажется, препятствует образованию жира в дозах всего пятнадцать миллилитров в день.

Тест

Кислоты, щелочи и шкала pH — сложный процент

Нажмите для увеличения

Шкала pH — это то, с чем мы все знакомы; большинство людей запомнит это из школьных уроков химии.Это шкала, используемая для определения силы кислоты (или щелочи) в растворе. Цвета, связанные с каждым числом, соответствуют цвету универсального индикатора в растворах с определенным pH. Однако значительная часть людей, вероятно, не знает химического состава шкалы pH — откуда именно берутся эти числа?

На самом деле подсказки частично скрыты в названии весов. «H» в pH обозначает элемент, водород. На простом уровне шкалу pH можно рассматривать как ранжирование количества ионов водорода в растворе: чем больше ионов водорода, тем ниже значение pH.«P» в pH, по крайней мере для химиков, означает математическую операцию «-log 10 ». Тогда pH просто равен -log 10 [H + ], где [H + ] — концентрация ионов водорода в конкретном растворе. (Обратите внимание, что, строго говоря, мы обычно использовали H 3 O + для обозначения ионов водорода, так как это та форма, которую они принимают в растворах. Однако для простоты мы продолжим использовать H + здесь).

Глядя на график выше, вы можете увидеть, что увеличение pH на одну точку фактически означает десятикратное уменьшение концентрации ионов водорода в растворе.Шкала — это так называемая логарифмическая шкала. Зачем вообще нам нужны эти математические манипуляции? Что ж, очевидно, что гораздо проще указать одно число, когда речь идет о кислотности (или щелочности) раствора, чем о концентрации многозначных ионов водорода. PH точки на 7 обозначает нейтральный раствор (ни кислый, ни щелочной). Любой pH ниже 7 является кислым, в то время как любой pH выше 7 называется щелочным.

Молекулы воды имеют химическую формулу H 2 O.Однако эти молекулы способны немного расщепляться в растворе на ионы H + и OH (гидроксид). В нейтральном растворе концентрации этих двух ионов равны. Однако добавление кислоты или щелочи может привести к их изменению. Кислоты являются источником ионов водорода, и добавление их в воду увеличивает концентрацию ионов водорода в растворе, снижая концентрацию гидроксид-ионов. Для щелочей все наоборот: они уменьшают концентрацию ионов водорода, одновременно увеличивая концентрацию гидроксид-ионов.

Многие люди не понимают, что pH зависит от температуры. Строго говоря, чистая вода имеет pH только 7 при «комнатной температуре» (25˚C). Выше и ниже этой температуры она может варьироваться: например, при 100 ° C pH чистой воды составляет 6,14, а при 0 ° C — 7,47. Это не означает, что чистая вода становится кислой или щелочной, но что при этих температурах эти конкретные значения pH представляют собой нейтральную точку. В качестве примечания также стоит отметить, что шкала pH не ограничивается обычным диапазоном 0–14, показанным здесь — некоторые сильные кислоты и щелочи могут выходить за пределы этого диапазона, иметь отрицательные значения pH или значения выше 14.

Другое распространенное заблуждение о pH касается человеческого тела. Такие диеты, как щелочная диета, утверждают, что можно повлиять на значение pH вашего тела, изменив свой рацион, включив в него «подщелачивающие» продукты, которые делают pH вашего тела более щелочным. Хотя то, что на самом деле предлагается, диета, богатая фруктами и овощами, ни в коем случае не является нездоровой, то, что вы едите, практически невозможно изменить pH вашего тела. Я не буду вдаваться в подробности, поскольку Кэт из блога The Chronicle Flask уже проделала отличную работу по опровержению щелочных диет, но стоит повторить несколько ключевых моментов.

pH желудка может варьироваться от 1,5 до 3,5 по шкале pH. Однако это не влияет на pH нашего тела или, точнее, на нашу кровь. Человеческая кровь всегда имеет слабощелочной pH в диапазоне 7,35–7,45. Если бы мы могли целенаправленно изменять pH крови за пределами этого небольшого диапазона, мы действительно могли бы нанести себе большой вред; даже изменение pH на 0,5 в любую сторону может привести к необратимому повреждению клеток. К счастью, пища, которую мы едим, практически не влияет на pH крови.

То, что мы едим может повлиять на pH нашей мочи. PH мочи имеет среднее значение около 6, но может находиться в диапазоне от 4,5 до 8. Однако, хотя вы можете хоть немного повлиять на pH мочи с помощью своей диеты, это не связано с pH вашей крови; это остается в ранее указанном диапазоне, независимо от любого изменения pH мочи.

Двигаясь дальше, и пока мы говорим о кислотах, стоит поговорить о силе кислот. Строго говоря, сложно разместить определенные химические соединения в определенных точках шкалы pH, поскольку их положение зависит от концентрации.Концентрация — это мера того, сколько вещества растворено в растворе. Если у нас есть много кислоты, растворенной в относительно небольшом количестве воды, мы бы сказали, что у нас есть раствор с высокой концентрацией. Точно так же, если бы у нас было очень мало кислоты, растворенной в большом количестве воды, у нас был бы раствор с низкой концентрацией.

Поскольку концентрацию растворов можно легко изменять, растворы с различной концентрацией одной и той же кислоты могут иметь разные значения pH. Однако некоторые кислоты сильнее других.Соляная кислота, та же кислота, что содержится в желудочной кислоте, является сильной кислотой, поскольку она может легко расщепляться на составляющие ионы. С другой стороны, уксусная кислота, содержащаяся в уксусе, является сравнительно слабой кислотой — она ​​нелегко расщепляется на составляющие ионы. Другой пример слабой кислоты — плавиковая кислота; Вопреки тому, во что заставят вас поверить одно популярное телешоу на химическую тему, на самом деле это довольно слабая кислота, которая определенно не может растворять тело.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.