すべての化学塩基。 酸と塩基
現代の化学科学は多種多様な分野に分かれており、それぞれの分野には理論的基礎に加えて、大きな基礎があります。 適用値、 実用的。 あなたが触れたものすべてが製品です 化学製品の製造。 主要部は無機質であり、 有機化学。 無機として分類される物質の主な種類と、それらがどのような特性を持っているかを考えてみましょう。
無機化合物の主な分類
これらには次のものが含まれます。
- 酸化物。
- 塩。
- 基礎。
- 酸。
それぞれのクラスは多種多様な無機化合物で表され、人間の経済活動や産業活動のほぼすべての構造において重要です。 これらの化合物に特徴的なすべての主な特性、自然界に存在し得られるものは、8 年生から 11 年生までの学校の化学コースで必ず学習されます。
酸化物、塩、塩基、酸の一般的な表があり、自然界に存在する各物質とその凝集状態の例が示されています。 を説明するインタラクションも示します。 化学的特性。 ただし、各クラスを個別に、より詳細に検討します。
化合物のグループ - 酸化物
4. 元素が CO を変化させる反応
Me + n O + C = Me 0 + CO
1. 試薬水: 酸の生成 (SiO 2 を除く)
KO + 水 = 酸
2. 塩基との反応:
CO 2 + 2CsOH \u003d Cs 2 CO 3 + H 2 O
3. 塩基性酸化物との反応: 塩の形成
P 2 O 5 + 3MnO \u003d Mn 3 (PO 3) 2
4. OVR 反応:
CO 2 + 2Ca \u003d C + 2CaO、
これらは二重の特性を示し、酸塩基法の原理に従って相互作用します(酸、アルカリ、塩基性酸化物、酸酸化物と)。 それらは水と相互作用しません。
1. 酸の場合: 塩と水の形成
AO + 酸\u003d 塩 + H 2 O
2. 塩基(アルカリ)の場合: ヒドロキソ錯体の形成
Al 2 O 3 + LiOH + 水\u003d Li
3. 酸酸化物との反応: 塩の調製
FeO + SO 2 \u003d FeSO 3
4. RO との反応: 塩の形成、融合
MnO + Rb 2 O = 複塩 Rb 2 MnO 2
5. アルカリおよびアルカリ金属炭酸塩との融合反応: 塩の形成
Al 2 O 3 + 2LiOH \u003d 2LiAlO 2 + H 2 O
金属と非金属の両方で形成される各高級酸化物は、水に溶解すると強い酸またはアルカリを生成します。
有機酸と無機酸
古典的な音 (ED - 電解解離 - スヴァンテ アレニウスの位置に基づく) では、酸は水性媒体中で H + カチオンと An 酸残基のアニオンに解離する化合物です。 しかし今日では、酸は無水条件下で注意深く研究されているため、水酸化物についてはさまざまな理論が存在します。
酸化物、塩基、酸、塩の経験式は、物質中のそれらの量を示す記号、元素、指数のみで構成されています。 例えば、無機酸は、H + 酸残基 n- という式で表されます。 有機物異なる理論的表現を持っています。 経験的な構造式に加えて、分子の組成と量だけでなく、原子の配置、原子間の関係、主要な構造式も反映する完全かつ省略された構造式を書き留めることができます。カルボン酸の官能基 -COOH。
無機酸では、すべての酸は 2 つのグループに分類されます。
- 酸素欠乏性 - HBr、HCN、HCL など。
- 酸素含有(オキソ酸) - HClO 3 および酸素が存在するすべてのもの。
また、無機酸は安定性によって分類されます(安定または安定 - 炭酸と硫黄を除くすべて、不安定または不安定 - 炭酸と硫黄)。 酸の強さによって、硫酸、塩酸、硝酸、過塩素酸などの強い酸と、硫化水素、次亜塩素酸などの弱い酸があります。
有機化学にはそのような多様性はまったくありません。 本質的に有機酸はカルボン酸です。 彼らの 共通機能- 官能基 -COOH の存在。 例えば、HCOOH (アンチック)、CH 3 COOH (酢酸)、C 17 H 35 COOH (ステアリン酸) などです。
酸には数多くの種類がありますが、学校の化学コースでこのトピックを検討する際には特に注意深く強調されます。
- 塩。
- 窒素。
- オルトリン酸。
- 臭化水素酸。
- 石炭。
- ヨウ素。
- 硫黄。
- 酢酸、またはエタン。
- ブタンとかオイルとか。
- 安息香酸。
化学におけるこれら 10 個の酸は、学校のコースだけでなく、一般の産業や合成においても、対応するクラスの基本的な物質です。
無機酸の性質
主な物理的特性は、主に異なる凝集状態に起因すると考えられます。 結局のところ、通常の条件下では結晶または粉末 (ホウ酸、オルトリン酸) の形をとる酸が数多く存在します。 既知の無機酸の大部分は異なる液体です。 沸点や融点も異なります。
酸は有機組織を破壊する力があるため、重度の火傷を引き起こす可能性があります。 皮膚の被覆。 酸の検出にはインジケーターが使用されます。
- メチルオレンジ (通常環境ではオレンジ色、酸性環境では赤色)、
- リトマス紙(中性 - 紫、酸性 - 赤)またはその他。
最も重要な化学的特性には、単純な物質と複雑な物質の両方と相互作用する能力が含まれます。
彼らは何と相互作用するのでしょうか? | 反応例 |
1.C 単体物質-金属。 必須条件: 水素の後に存在する金属は酸の組成から金属を置き換えることができないため、金属は水素の前に ECHRNM 内に存在する必要があります。 反応の結果、水素は常にガスと塩の形で生成されます。 | |
2. ベース付き。 反応の結果は塩と水になります。 このような強酸とアルカリの反応を中和反応といいます。 | 任意の酸(強) + 可溶性塩基 = 塩と水 |
3. 両性水酸化物を使用。 結論:塩と水。 | 2HNO 2 + 水酸化ベリリウム \u003d Be (NO 2) 2 (中塩) + 2H 2 O |
4. 塩基性酸化物を含む。 結果: 水、塩。 | 2HCL + FeO = 塩化鉄(II) + H 2 O |
5. 両性酸化物を含む。 最終的な効果: 塩と水。 | 2HI + ZnO = ZnI2 + H2O |
6. 形成された塩について 弱酸。 最終効果:塩と弱酸。 | 2HBr + MgCO 3 = 臭化マグネシウム + H 2 O + CO 2 |
金属と相互作用する場合、すべての酸が同じように反応するわけではありません。 学校の化学 (9 年生) では、このような反応についての非常に浅い研究が含まれますが、このレベルでも、金属と相互作用するときの濃硝酸と濃硫酸の特有の性質が考慮されます。
水酸化物: アルカリ、両性塩基および不溶性塩基
酸化物、塩、塩基、酸 - これらすべてのクラスの物質は、その構造により共通の化学的性質を持っています。 結晶格子、分子の構成における原子の相互影響も同様です。 ただし、酸化物については非常に具体的な定義を与えることができますが、酸と塩基についてはそれがより困難になります。
ED 理論によれば、酸と同様に、塩基は水溶液中で金属陽イオン Me n + とヒドロキソ基 OH - の陰イオンに分解できる物質です。
- 可溶性またはアルカリ性(インジケーターの色を変える強塩基)。 金属 I、II グループによって形成されます。 例: KOH、NaOH、LiOH (つまり、主要なサブグループの元素のみが考慮されます)。
- わずかに溶けるか不溶性(中程度の強度、インジケーターの色を変えない)。 例:水酸化マグネシウム、鉄(II)、鉄(III)など。
- 分子 (弱塩基、水性媒体中で可逆的にイオン分子に解離します)。 例: N 2 H 4、アミン、アンモニア。
- 両性水酸化物 (二重の塩基性酸特性を示します)。 例: ベリリウム、亜鉛など。
代表される各グループは、学校の化学コースの「基礎」セクションで学習されます。 化学グレード 8 ~ 9 では、アルカリと難溶性化合物の詳細な研究が含まれます。
塩基の主な特徴的な特性
すべてのアルカリおよび難溶性化合物は、自然界では固体の結晶状態で存在します。 同時に、それらの融点は一般に低く、難溶性の水酸化物は加熱すると分解します。 ベースの色が違います。 アルカリ性の場合 白色、その場合、難溶性塩基と分子塩基の結晶は非常に異なる色になる可能性があります。 このクラスのほとんどの化合物の溶解度は、酸化物、塩基、酸、塩の式を示し、それらの溶解度を示す表で確認できます。
アルカリは次のように指示薬の色を変えることができます:フェノールフタレイン - ラズベリー、メチルオレンジ - 黄色。 これは、溶液中にヒドロキソ基が存在しないことによって保証されます。 難溶性の塩基がそのような反応を起こさないのはこのためです。
塩基の各グループの化学的性質は異なります。
化学的特性 | ||
アルカリ | 難溶性塩基 | 両性水酸化物 |
I. KO との相互作用 (合計 - 塩と水): 2LiOH + SO 3 = Li 2 SO 4 + 水 II. 酸(塩と水)との相互作用: 従来の中和反応(酸を参照) Ⅲ. AO と相互作用して、塩と水のヒドロキソ複合体を形成します。 2NaOH + Me + nO \u003d Na 2 Me + n O 2 + H 2 O、または Na 2 IV. 両性水酸化物と相互作用してヒドロキソ錯塩を形成します。 AOと同じですが、水が無いだけです V. 可溶性塩と相互作用して、不溶性の水酸化物および塩を形成します。 3CsOH + 塩化鉄(III) = Fe(OH) 3 + 3CsCl VI. 水溶液中で亜鉛とアルミニウムと反応して塩と水素を形成します。 2RbOH + 2Al + 水 = 水酸化物イオンとの錯体 2Rb + 3H 2 | I. 加熱すると分解する可能性があります。 不溶性水酸化物 = 酸化物 + 水 II. 酸との反応 (合計: 塩と水): Fe(OH) 2 + 2HBr = FeBr 2 + 水 Ⅲ. KO との対話: Me + n (OH) n + KO \u003d 塩 + H 2 O | I. 酸と反応して塩と水を形成します。 (II) + 2HBr = CuBr 2 + 水 II. アルカリとの反応: 結果 - 塩と水 (条件: 融合) Zn(OH) 2 + 2CsOH \u003d 塩 + 2H 2 O Ⅲ. これらは強水酸化物と反応します。反応が水溶液中で行われる場合、結果は塩になります。 Cr(OH) 3 + 3RbOH = Rb 3 |
これらは塩基が示す最も化学的な性質です。 塩基の化学は非常に単純であり、すべての塩基の一般法則に従います。 無機化合物.
無機塩のクラス。 分類、物性
ED の規定に基づいて、塩は、水溶液中で金属陽イオン Me + n と酸残基の陰イオン An n- に解離する無機化合物と呼ぶことができます。 それで塩を想像することができます。 化学には複数の定義がありますが、これが最も正確です。
同時に、化学的性質に従って、すべての塩は次のように分類されます。
- 酸性(水素カチオンを含む)。 例: NaHSO4。
- 塩基性(ヒドロキソ基を有する)。 例: MgOHNO 3 、FeOHCL 2。
- 媒体(金属カチオンと酸残基のみからなる)。 例: NaCL、CaSO 4。
- ダブル (2 つの異なる金属カチオンを含む)。 例: NaAl(SO 4) 3.
- 複合体(ヒドロキソ複合体、アクア複合体など)。 例: K 2 。
塩の式はその化学的性質を反映しており、分子の定性的および定量的な組成も表しています。
酸化物、塩、塩基、酸には異なる溶解度があり、対応する表で確認できます。
について話したら 集合状態塩の場合、その均一性に注意する必要があります。 それらは固体、結晶、または粉末の状態でのみ存在します。 カラースキームはかなり多様です。 錯塩の溶液は、通常、明るい飽和色をしています。
中塩類の化学相互作用
これらは、塩基、酸、塩という同様の化学的性質を持っています。 すでに検討したように、酸化物はこの要素において酸化物とは多少異なります。
中塩では、合計 4 つの主な相互作用タイプを区別できます。
I. 別の塩と弱酸の形成を伴う、酸との相互作用(ED に関してのみ強い):
KCNS + HCL = KCL + HCNS
II. 塩および不溶性塩基の出現を伴う可溶性水酸化物との反応:
CuSO 4 + 2LiOH = 2LiSO 4 可溶性塩 + Cu(OH) 2 不溶性塩基
Ⅲ. 別の可溶性塩との相互作用により、不溶性塩と可溶性塩が形成されます。
PbCL2 + Na2S = PbS + 2NaCL
IV. EHRNM で塩を形成する金属の左側にある金属との反応。 この場合、反応に入る金属は、通常の条件下では水と相互作用しないはずです。
Mg + 2AgCL = MgCL2 + 2Ag
これらは、中程度の塩に特徴的な相互作用の主なタイプです。 複雑な、塩基性、複塩、酸性の塩の式は、発現する化学的性質の特異性を物語っています。
酸化物、塩基、酸、塩の式は、これらのクラスの無機化合物のすべての代表的な化学的性質を反映しており、さらに、物質の名前とその名前についてのアイデアを与えます。 物理的特性。 したがって、彼らの著作には報酬が支払われるべきである 特別な注意。 多種多様な化合物は、私たちに一般的に驚くべき科学、つまり化学を提供します。 酸化物、塩基、酸、塩 - これは膨大な種類のほんの一部にすぎません。
a) 理由を得る.
1) 塩基を取得する一般的な方法は交換反応で、不溶性塩基と可溶性塩基の両方を取得できます。
CuSO 4 + 2 KOH \u003d Cu (OH) 2 + K 2 SO 4、
K 2 CO 3 + Ba (OH) 2 \u003d 2KOH + VaCO 3 。
この方法で可溶性塩基が得られると、不溶性の塩が沈殿します。
2) アルカリは、アルカリ金属およびアルカリ土類金属またはその酸化物と水との相互作用によっても得られます。
2Li + 2H 2 O \u003d 2LiOH + H 2、
SrO + H 2 O \u003d Sr(OH)2。
3) 技術におけるアルカリは、通常、塩化物の水溶液の電気分解によって得られます。
b)化学基本プロパティ.
1) 塩基の最も特徴的な反応は、酸との相互作用、つまり中和反応です。 アルカリと不溶性塩基の両方が含まれます。
NaOH + HNO 3 \u003d NaNO 3 + H 2 O、
Cu (OH) 2 + H 2 SO 4 \u003d СuSO 4 + 2 H 2 O。
2) アルカリが酸性および両性酸化物とどのように相互作用するかは上で示されました。
3) アルカリが可溶性塩と相互作用すると、新しい塩と新しい塩基が形成されます。 このような反応は、結果として生じる物質の少なくとも 1 つが沈殿した場合にのみ完了します。
FeCl 3 + 3 KOH \u003d Fe (OH) 3 + 3 KCl
4) 加熱すると、アルカリ金属水酸化物を除くほとんどの塩基は、対応する酸化物と水に分解します。
2 Fe (OH) 3 \u003d Fe 2 O 3 + 3 H 2 O、
Ca (OH) 2 \u003d CaO + H 2 O。
酸 -分子が 1 つ以上の水素原子と酸残基で構成される複合物質。 酸の組成は一般式 H x A で表すことができます。ここで、A は酸残基です。 酸中の水素原子は金属原子と置換または交換され、塩が形成されます。
酸にそのような水素原子が 1 つ含まれている場合、それは一塩基酸 (HCl - 塩酸、HNO 3 - 硝酸、HClO - 次亜塩素酸、CH 3 COOH - 酢酸) になります。 2つの水素原子 - 二塩基酸: H 2 SO 4 - 硫酸、H 2 S - 硫化水素; 3 つの水素原子は三塩基性です: H 3 PO 4 - オルトリン酸、H 3 AsO 4 - オルトヒ素。
酸残基の組成に応じて、酸は無酸素酸(H 2 S、HBr、HI)と酸素含有酸(H 3 PO 4、H 2 SO 3、H 2 CrO 4)に分類されます。 酸素を含む酸の分子では、水素原子が酸素を介して中心原子である H - O - E に接続されています。無酸素酸の名前は、非金属のロシア語名の語根から形成されています。母音 - ○- そして「水素」(H 2 S - 硫化水素)という言葉。 酸素含有酸の名前は次のように与えられます。 酸残基の一部である非金属(金属であることはあまりありません)が 最高学位酸化後、元素のロシア語名の語根に接尾辞が追加されます -ん-, -ev-、また - ov-そしてエンディング -そして私-(H 2 SO 4 - 硫酸、H 2 CrO 4 - クロム)。 中心原子の酸化状態が低い場合、接尾辞が使用されます -ist-(H 2 SO 3 - 硫黄)。 非金属が一連の酸を形成する場合、他の接尾辞も使用されます (HClO - 塩素) オヴァティスト aya、HClO 2 - 塩素 イスト aya、HClO 3 - 塩素 卵形 aya、HClO 4 - 塩素 nそして私)。
と
電離理論の観点から見ると、酸は水溶液中で解離し、陽イオンとして水素イオンのみを生成する電解質です。
N x A xN + + A x-
H + イオンの存在は、酸性溶液中の指示薬の色の変化によるものです: リトマス試験紙 (赤)、メチル オレンジ (ピンク)。
酸の調製と性質
A) 酸を得る.
1) 無酸素酸は、非金属と水素を直接結合させ、対応するガスを水に溶解することによって得られます。
2) 酸素含有酸は、多くの場合、酸酸化物を水と反応させることによって得られます。
3) 無酸素酸と酸素含有酸は両方とも、塩と他の酸との交換反応によって得ることができます。
ВаВr 2 + H 2 SO 4 = ВаSO 4 + 2 HBr、
CuSO 4 + H 2 S \u003d H 2 SO 4 + CuS 、
FeS + H 2 SO 4 (razb.) \u003d H 2 S + FeSO 4、
NaCl (固体) + H 2 SO 4 (濃) \u003d HCl + NaHSO 4、
AgNO 3 + HCl \u003d AgCl + HNO 3、
4) 場合によっては、酸化還元反応を使用して酸を得ることができます。
3P + 5HNO 3 + 2H 2 O \u003d 3H 3 RO 4 + 5NO
b ) 酸の化学的性質.
1) 酸は塩基および両性水酸化物と相互作用します。 この場合、実質的に不溶性の酸(H 2 SiO 3 、H 3 BO 3 )は、可溶性アルカリとのみ反応できます。
H 2 SiO 3 + 2NaOH \u003d Na 2 SiO 3 + 2H 2 O
2) 酸と塩基性酸化物および両性酸化物との相互作用については上で説明しました。
3) 酸と塩の相互作用は、塩と水の形成を伴う交換反応です。 この反応は、反応生成物が不溶性物質や揮発性物質、あるいは弱電解質であれば完了します。
Ni 2 SiO 3 + 2HCl \u003d 2NaCl + H 2 SiO 3
Na 2 CO 3 + H 2 SO 4 \u003d Na 2 SO 4 + H 2 O + CO 2
4) 酸と金属の相互作用は酸化還元プロセスです。 還元剤は金属であり、酸化剤は水素イオン (非酸化性の酸: HCl、HBr、HI、H 2 SO 4 (希薄)、H 3 PO 4) または酸残基のアニオン (酸化性の酸: H 2 SO 4 (濃)、HNO 3 (濃および飽和))。 水素までの一連の電圧における非酸化性の酸と金属との相互作用の反応生成物は、塩とガス状の水素です。
Zn + H 2 SO 4 (razb) \u003d ZnSO 4 + H 2
Zn + 2HCl \u003d ZnCl 2 + H 2
酸化性の酸は、低活性金属 (Cu、Hg、Ag) を含むほぼすべての金属と相互作用し、酸アニオンの還元生成物、塩、水が形成されます。
Cu + 2H 2 SO 4 (濃) \u003d CuSO 4 + SO 2 + 2 H 2 O、
Pb + 4HNO 3 (濃) \u003d Pb (NO 3) 2 + 2NO 2 + 2H 2 O
両性水酸化物酸と塩基の二重性を示します。酸と塩基として反応します。
2Cr(OH) 3 + 3H 2 SO 4 = Cr 2 (SO 4) 3 + 6H 2 O、
そして塩基の場合 - 酸として:
Cr (OH) 3 + NaOH \u003d Na(反応はアルカリ溶液中で起こります);
Cr (OH) 3 + NaOH \u003d NaCrO 2 + 2H 2 O(融合中に固体間で反応が進行します)。
と 強酸そして塩基、両性水酸化物は塩を形成します。
他の不溶性水酸化物と同様、両性水酸化物は加熱すると酸化物と水に分解します。
Be (OH) 2 \u003d BeO + H 2 O。
塩- 金属カチオン (またはアンモニウム) と酸残基のアニオンからなるイオン性化合物。 あらゆる塩は、塩基を酸で中和した生成物と考えることができます。 酸と塩基の比率に応じて、塩が得られます。 中くらい(ZnSO 4、MgCl 2) - 塩基を酸で完全に中和した生成物、 酸っぱい(NaHCO 3、KH 2 PO 4) - 過剰な酸、 主要(CuOHCl、AlOHSO 4) - 過剰な塩基を含む。
国際命名法による塩の名前は、主格の酸アニオンの名前と属格の金属カチオンの名前の 2 つの単語から形成され、酸化の程度が可変の場合はローマ数字でその酸化の度合いを示します。括弧。 例: Cr 2 (SO 4) 3 - 硫酸クロム (III)、AlCl 3 - 塩化アルミニウム。 酸性塩の名前は、単語を追加することによって形成されます。 ハイドロまた ジヒドロ-(ヒドロアニオンの水素原子の数に応じて): Ca (HCO 3) 2 - 重炭酸カルシウム、NaH 2 PO 4 - リン酸二水素ナトリウム。 塩基性塩の名前は、次の単語を追加することによって形成されます。 ヒドロキソ-また ジヒドロキソ-: (AlOH)Cl 2 - ヒドロキシ塩化アルミニウム、2 SO 4 - ジヒドロキソ硫酸クロム(III)。
塩の調製と性質
あ ) 塩の化学的性質.
1) 塩と金属の相互作用は酸化還元プロセスです。 同時に、電気化学的一連の電圧の左側の金属は、次の金属をその塩の溶液から置き換えます。
Zn + CuSO 4 \u003d ZnSO 4 + Cu
アルカリ金属およびアルカリ土類金属 他の金属は水と相互作用して水素を置き換えるため、その塩の水溶液から他の金属を復元するのには使用されません。
2Na + 2H 2 O \u003d H 2 + 2NaOH。
2) 塩と酸およびアルカリとの相互作用については上で説明しました。
3) 溶液中での塩同士の相互作用は、生成物の 1 つが難溶性物質である場合にのみ不可逆的に進行します。
BaCl 2 + Na 2 SO 4 \u003d BaSO 4 + 2NaCl。
4) 塩の加水分解 - 一部の塩を水と交換分解します。 塩の加水分解については、「電離」の項目で詳しく説明します。
b) 塩を入手する方法.
実験室での実践では、さまざまな種類の化合物や単体物質の化学的特性に基づいて、塩を得る次の方法が通常使用されます。
1) 金属と非金属の相互作用:
Cu + Cl 2 \u003d CuCl 2、
2) 金属と塩溶液の相互作用:
Fe + CuCl 2 \u003d FeCl 2 + Cu。
3) 金属と酸の相互作用:
Fe + 2HCl \u003d FeCl 2 + H 2 。
4) 酸と塩基および両性水酸化物との相互作用:
3HCl + Al(OH) 3 \u003d AlCl 3 + 3H 2 O。
5) 酸と塩基性酸化物および両性酸化物との相互作用:
2HNO 3 + CuO \u003d Cu (NO 3) 2 + 2H 2 O。
6) 酸と塩の相互作用:
HCl + AgNO 3 \u003d AgCl + HNO 3。
7) 溶液中のアルカリと塩の相互作用:
3KOH + FeCl 3 \u003d Fe (OH) 3 + 3KCl。
8) 溶液中の 2 つの塩の相互作用:
NaCl + AgNO 3 \u003d NaNO 3 + AgCl。
9) アルカリと酸性酸化物および両性酸化物との相互作用:
Ca(OH) 2 + CO 2 \u003d CaCO 3 + H 2 O。
10) さまざまな性質の酸化物の相互作用:
CaO + CO 2 \u003d CaCO 3。
塩は、海洋や海洋の水に溶解した状態で、鉱物や岩石の形で自然界に存在します。
基礎 – 金属カチオンMe + (または金属様カチオン、例えばアンモニウムイオンNH 4 +)と水酸化物アニオンOH - からなる複合物質。
塩基は水への溶解度に基づいて次のように分類されます。 水溶性(アルカリ性) と 不溶性塩基 . また、 不安定な地面自然に分解するもの。
根拠を得る
1. 塩基性酸化物と水の相互作用。 同時に、通常の条件下でのみ水と反応します。 可溶性塩基(アルカリ)に相当する酸化物。それらの。 この方法で唯一得られるのは アルカリ:
塩基性酸化物 + 水 = 塩基
例えば , 酸化ナトリウム水中で形成される 水酸化ナトリウム(水酸化ナトリウム):
Na 2 O + H 2 O → 2NaOH
同時に約 酸化銅(II)と 水 反応しない:
CuO + H 2 O ≠
2. 金属と水の相互作用。 その中で 水と反応する通常の状態ではアルカリ金属のみ(リチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、セシウム)、カルシウム、ストロンチウム、バリウム。この場合、酸化還元反応が起こり、水素は酸化剤として働き、金属は還元剤として働きます。
金属 + 水 = アルカリ + 水素
例えば, カリウムと反応する 水 非常に暴力的:
2K 0 + 2H 2 + O → 2K + OH + H 2 0
3. いくつかのアルカリ金属塩の溶液の電気分解. アルカリを得るには、原則として電気分解が行われます。 アルカリ金属またはアルカリ土類金属と無酸素酸によって形成される塩の溶液 (フッ化水素を除く) - 塩化物、臭化物、硫化物など。この問題については、記事で詳しく説明します。 .
例えば , 塩化ナトリウムの電気分解:
2NaCl + 2H 2 O → 2NaOH + H 2 + Cl 2
4. 塩基は、他のアルカリと塩との相互作用によって形成されます。 この場合、可溶性物質のみが相互作用し、生成物中に不溶性の塩または不溶性の塩基が形成されるはずです。
また
灰汁 + 塩 1 = 塩 2 ↓ + 灰汁
例えば: 炭酸カリウムは溶液中で水酸化カルシウムと反応します。
K 2 CO 3 + Ca(OH) 2 → CaCO 3 ↓ + 2KOH
例えば: 塩化銅(II)は溶液中で水酸化ナトリウムと反応します。 同時に落ちます 水酸化銅(II)の青色沈殿:
CuCl 2 + 2NaOH → Cu(OH) 2 ↓ + 2NaCl
不溶性塩基の化学的性質
1. 不溶性塩基は強酸およびその酸化物と相互作用します。 (およびいくつかの中程度の酸)。 同時に、それらは形成されます 塩と水.
不溶性塩基 + 酸 = 塩 + 水
不溶性塩基 + 酸酸化物 = 塩 + 水
例えば ,水酸化銅(II)は強塩酸と相互作用します。
Cu(OH) 2 + 2HCl = CuCl 2 + 2H 2 O
この場合、水酸化銅(II)は酸性酸化物と相互作用しません。 弱い炭酸 - 二酸化炭素:
Cu(OH) 2 + CO 2 ≠
2. 不溶性塩基は加熱すると分解して酸化物と水になります。
例えば, 水酸化鉄(III)は焼成すると酸化鉄(III)と水に分解します。
2Fe(OH) 3 = Fe 2 O 3 + 3H 2 O
3. 不溶性塩基は相互作用しない両性酸化物と水酸化物を使用します。
不溶性塩基 + 両性酸化物 ≠
不溶性塩基 + 両性水酸化物 ≠
4. 一部の不溶性塩基は次のように作用します。還元剤. 還元剤は、金属によって形成される塩基です。 最小また 中間酸化状態、酸化状態が増加する可能性があります (水酸化鉄 (II)、水酸化クロム (II) など)。
例えば 、 水酸化鉄 (II) は、水の存在下で大気中の酸素により水酸化鉄 (III) に酸化できます。
4Fe +2 (OH) 2 + O 2 0 + 2H 2 O → 4Fe +3 (O -2 H) 3
アルカリの化学的性質
1. アルカリはあらゆるものと相互作用します 酸 - 強い酸と弱い酸の両方 . この場合、塩と水が生成されます。 これらの反応はと呼ばれます 中和反応. おそらく教育 酸性塩、酸が多塩基性の場合、試薬の特定の比率、または 過剰な酸。 の 過剰なアルカリ平均的な塩と水が形成されます。
アルカリ(過剰)+酸\u003d中塩+水
アルカリ + 多塩基酸(過剰) = 酸性塩 + 水
例えば , 水酸化ナトリウムは、三塩基性リン酸と相互作用すると、3 種類の塩を形成する可能性があります。 ジヒドロホスフェート, リン酸塩また リン酸水素塩.
この場合、ジヒドロホスフェートは、過剰の酸、または試薬のモル比(物質量の比)1:1で形成されます。
NaOH + H 3 PO 4 → NaH 2 PO 4 + H 2 O
アルカリと酸のモル比が 2:1 の場合、リン酸水素塩が形成されます。
2NaOH + H 3 PO 4 → Na 2 HPO 4 + 2H 2 O
アルカリが過剰な場合、またはアルカリと酸のモル比が 3:1 の場合、アルカリ金属リン酸塩が形成されます。
3NaOH + H 3 PO 4 → Na 3 PO 4 + 3H 2 O
2. アルカリは以下と相互作用する両性酸化物と水酸化物。 その中で 溶融物中で形成される 食塩 、A 溶液中 - 錯塩 .
アルカリ(溶融物) + 両性酸化物 = 中塩 + 水
灰汁(溶解物) + 両性水酸化物 = 中塩 + 水
アルカリ(溶液) + 両性酸化物 = 錯塩
アルカリ(溶液) + 両性水酸化物 = 錯塩
例えば , 水酸化アルミニウムが水酸化ナトリウムと反応すると 溶けた中で アルミン酸ナトリウムが生成します。 より酸性の水酸化物が酸残基を形成します。
NaOH + Al(OH) 3 = NaAlO 2 + 2H 2 O
あ 溶液中 錯塩が形成されます。
NaOH + Al(OH) 3 = Na
錯塩の式がどのようにコンパイルされるかに注目してください。まず中心の原子を選択します(一般に、それは両性水酸化物からの金属です)。それからそれに追加します リガンド- 私たちの場合、これらは水酸化物イオンです。 配位子の数は、通常、中心原子の酸化状態の 2 倍です。 しかし、アルミニウム錯体は例外であり、その配位子の数はほとんどの場合 4 です。結果として生じるフラグメントを角括弧で囲みます。これは錯体イオンです。 その電荷を決定し、外側に追加します 適切な量カチオンまたはアニオン。
3. アルカリは酸性酸化物と相互作用します。 形成することが可能です 酸っぱいまた 中塩、アルカリと酸酸化物のモル比に応じて異なります。 アルカリが過剰になると平均塩が形成され、酸性酸化物が過剰になると酸性塩が形成されます。
アルカリ(過剰)+酸酸化物\u003d中塩+水
または:
アルカリ + 酸酸化物(過剰) = 酸性塩
例えば , やりとりするとき 過剰な水酸化ナトリウム二酸化炭素を使用すると、炭酸ナトリウムと水が生成されます。
2NaOH + CO 2 \u003d Na 2 CO 3 + H 2 O
そしてやり取りをする際に 過剰な二酸化炭素水酸化ナトリウムを使用すると、重炭酸ナトリウムのみが生成されます。
2NaOH + CO 2 = NaHCO 3
4. アルカリは塩と相互作用します。 アルカリが反応する 可溶性塩のみを使用する場合溶液中、ただし、 製品がガスまたは沈殿物を形成する . これらの反応は次のようなメカニズムで進行します。 イオン交換.
アルカリ + 可溶性塩 = 塩 + 対応する水酸化物
アルカリは、不溶性または不安定な水酸化物に相当する金属塩の溶液と相互作用します。
例えば、水酸化ナトリウムは溶液中で硫酸銅と相互作用します。
Cu 2+ SO 4 2- + 2Na + OH - = Cu 2+ (OH) 2 - ↓ + Na 2 + SO 4 2-
また アルカリはアンモニウム塩の溶液と相互作用します.
例えば , 水酸化カリウムは硝酸アンモニウム溶液と相互作用します。
NH 4 + NO 3 - + K + OH - \u003d K + NO 3 - + NH 3 + H 2 O
! 両性金属の塩が過剰なアルカリと相互作用すると、錯塩が形成されます。
この問題をさらに詳しく見てみましょう。 金属と塩が形成されると、 両性水酸化物 , 少量のアルカリと反応すると通常の交換反応が進行し、沈殿します。この金属の水酸化物 .
例えば , 過剰な硫酸亜鉛は溶液中で水酸化カリウムと反応します。
ZnSO 4 + 2KOH \u003d Zn (OH) 2 ↓ + K 2 SO 4
ただし、この反応では塩基は生成されませんが、 二価水酸化物。 そして、上で述べたように、 両性水酸化物は過剰なアルカリに溶解して錯塩を形成します。 。 T したがって、硫酸亜鉛と硫酸亜鉛の相互作用中に、 過剰なアルカリ溶液錯塩が形成されますが、沈殿物は形成されません。
ZnSO 4 + 4KOH \u003d K 2 + K 2 SO 4
したがって、両性水酸化物に相当する金属塩とアルカリとの相互作用に関する 2 つのスキームが得られます。
両性金属塩(過剰) + アルカリ = 両性水酸化物↓ + 塩
両性金属塩 + アルカリ(過剰) = 錯塩 + 塩
5. アルカリは酸性塩と相互作用します。この場合、中程度の塩またはそれ以下の酸性の塩が形成される。
酸っぱい塩 + アルカリ \u003d 中塩 + 水
例えば , ハイドロ亜硫酸カリウムは水酸化カリウムと反応して亜硫酸カリウムと水を生成します。
KHSO 3 + KOH \u003d K 2 SO 3 + H 2 O
酸性塩を精神的に酸と塩の 2 つの物質に分解することにより、酸性塩の特性を決定するのは非常に便利です。 たとえば、炭酸水素ナトリウム NaHCO 3 を尿酸 H 2 CO 3 と炭酸ナトリウム Na 2 CO 3 に分解します。 重炭酸塩の性質は、炭酸の性質と炭酸ナトリウムの性質によって主に決まります。
6. アルカリは溶液中の金属と相互作用して溶解します。 この場合、溶液中では酸化還元反応が起こります。 錯塩と 水素、溶けた状態で - 中塩と 水素.
ノート! 溶液中でアルカリと反応するのは、金属の最小の正の酸化状態を持つ酸化物が両性である金属だけです。
例えば , 鉄酸化鉄(II)は塩基性なのでアルカリ溶液とは反応しません。 あ アルミニウムアルカリ水溶液に溶解し、酸化アルミニウムは両性です。
2Al + 2NaOH + 6H 2 + O = 2Na + 3H 2 0
7. アルカリは非金属と相互作用します。 この場合、酸化還元反応が起こります。 いつもの、 アルカリ中で非金属が不均衡になる. 反応しないアルカリ入り 酸素、水素、窒素、炭素、不活性ガス (ヘリウム、ネオン、アルゴンなど):
NaOH + O 2 ≠
NaOH + N 2 ≠
NaOH+C≠
硫黄、塩素、臭素、ヨウ素、リンおよびその他の非金属 不釣り合いなアルカリ中で(すなわち、自己酸化自己修復)。
たとえば、塩素とやり取りするとき 冷アルカリ酸化状態は -1 と +1 になります。
2NaOH + Cl 2 0 \u003d NaCl - + NaOCl + + H 2 O
塩素とやり取りするとき 熱い灰汁 酸化状態は -1 と +5 になります。
6NaOH + Cl 2 0 \u003d 5NaCl - + NaCl + 5 O 3 + 3H 2 O
ケイ素アルカリにより酸化状態+4に酸化されます。
例えば、ソリューション内:
2NaOH + Si 0 + H 2 + O \u003d NaCl - + Na 2 Si + 4 O 3 + 2H 2 0
フッ素はアルカリを酸化します。
2F20+4NaO-2H\u003dO20+4NaF-+2H2O
これらの反応について詳しくは、記事をご覧ください。
8. アルカリは加熱しても分解しません。
例外は水酸化リチウムです。
2LiOH \u003d Li 2 O + H 2 O
拠点は 複雑な接続、次の 2 つの主要な構造コンポーネントが含まれます。
- ヒドロキソ基 (1 つ以上)。 したがって、ちなみに、これらの物質の二番目の名前は「水酸化物」です。
- 金属原子またはアンモニウムイオン (NH4+)。
塩基の名前は、その両方の成分の名前の組み合わせに由来しています。たとえば、水酸化カルシウム、水酸化銅、水酸化銀などです。
唯一の例外は、 原則ヒドロキソ基が金属ではなくアンモニウムカチオン (NH4 +) に結合している場合、塩基の形成を考慮する必要があります。 この物質は、アンモニアが水に溶解すると生成されます。
塩基の特性について話す場合、ヒドロキソ基の価数はそれぞれ1に等しいことにすぐに注意する必要があります。分子内のこれらの基の数は、反応に参加する金属の価数に直接依存します。もつ。 の例 この場合 NaOH、Al (OH) 3 、Ca (OH) 2 などの物質の式が役立ちます。
塩基の化学的特性は、酸、塩、他の塩基との反応、および指示薬に対する作用に現れます。 特に、アルカリは、特定の指示薬をその溶液にさらすことによって測定できます。 この場合、色が著しく変化します。たとえば、白から青になり、フェノールフタレインは深紅になります。
塩基の化学的性質は、酸との相互作用で現れ、有名な中和反応を引き起こします。 このような反応の本質は、酸残基に結合する金属原子が塩を形成し、ヒドロキソ基と水素イオンが結合すると水に変わることです。 この反応は後にアルカリや酸が残らないので中和反応と呼ばれます。
塩基の特徴的な化学的性質は、塩との反応でも現れます。 アルカリのみが可溶性塩と反応することに注意してください。 これらの物質の構造的特徴により、反応の結果として新しい塩と、多くの場合不溶性の新しい塩基が形成されるという事実が生じます。
最後に、塩基の化学的特性は、塩基への熱暴露、つまり加熱中に完全に現れます。 ここで、特定の実験を行う場合、アルカリを除くほとんどすべての塩基は加熱すると非常に不安定な挙動を示すことに留意する必要があります。 それらの大部分はほぼ瞬時に対応する酸化物と水に分解されます。 そして、銀や水銀などの金属の塩基を使用する場合、それらは室温ですでに分解し始めるため、通常の条件下では入手できません。
塩基、両性水酸化物
塩基は、金属原子と 1 つ以上のヒドロキソ基 (-OH) からなる複合物質です。 一般式は Me + y (OH) y で、y は金属 Me の酸化状態に等しいヒドロキソ基の数です。 表は塩基の分類を示しています。
アルカリ金属およびアルカリ土類金属の水酸化アルカリの性質
1. アルカリ水溶液は触れると石鹸状で、指示薬の色が変わります: リトマス試験紙 - 青色、フェノールフタレイン - 深紅色。
2. 水溶液は解離します。
3. 酸と相互作用して交換反応を開始します。
ポリ酸塩基は中間塩と塩基性塩を生成します。
4. 酸酸化物と相互作用し、この酸化物に対応する酸の塩基性に応じて中塩と酸塩を形成します。
5. 両性酸化物および水酸化物との相互作用:
a) 融合:
b) 溶液中:
6. 沈殿物またはガスが形成された場合は、水溶性塩と反応させます。
不溶性塩基 (Cr (OH) 2 、Mn (OH) 2 など) は酸と相互作用し、加熱すると分解します。
両性水酸化物
化合物は両性と呼ばれ、条件に応じて、水素カチオンの供与体となり酸性の性質を示すこともあれば、その受容体、つまり塩基性の性質を示すこともあります。
両性化合物の化学的性質
1. 強酸と相互作用すると、次の主な特性が明らかになります。
Zn(OH) 2 + 2HCl = ZnCl 2 + 2H 2 O
2. アルカリ(強塩基)と相互作用すると、酸性の性質を示します。
Zn (OH) 2 + 2NaOH \u003d Na 2 ( 錯塩)
Al (OH) 3 + NaOH \u003d Na ( 錯塩)
複合化合物とは、少なくとも 1 つの化合物が含まれる化合物です。 共有結合ドナー-アクセプター機構によって形成されます。
塩基を得る一般的な方法は交換反応に基づいており、それによって不溶性塩基と可溶性塩基の両方を得ることができます。
CuSO 4 + 2KOH \u003d Cu (OH) 2 ↓ + K 2 SO 4
K 2 CO 3 + Ba (OH) 2 \u003d 2 KOH + BaCO 3 ↓
この方法で可溶性塩基が得られると、不溶性の塩が沈殿します。
両性特性を持つ水不溶性塩基を得る場合、溶解が起こる可能性があるため、過剰なアルカリは避けるべきです。 両性塩基、 例えば:
AlCl 3 + 4KOH \u003d K [Al (OH) 4] + 3KSl
このような場合、水酸化アンモニウムを使用して水酸化物を取得しますが、両性水酸化物は溶解しません。
AlCl 3 + 3NH 3 + ZH 2 O \u003d Al (OH) 3 ↓ + 3NH 4 Cl
銀と水銀の水酸化物は非常に簡単に分解するため、交換反応によってこれらを取得しようとすると、水酸化物の代わりに酸化物が沈殿します。
2AgNO3 + 2KOH \u003d Ag2O ↓ + H2O + 2KNO3
産業では、アルカリは通常、塩化物の水溶液の電気分解によって得られます。
2NaCl + 2H 2 O → ϟ → 2NaOH + H 2 + Cl 2
アルカリは、アルカリ金属およびアルカリ土類金属またはそれらの酸化物と水とを反応させることによっても得ることができる。
2Li + 2H 2 O \u003d 2LiOH + H 2
SrO + H 2 O \u003d Sr(OH) 2
酸
酸は複合物質と呼ばれ、その分子は金属原子と置換できる水素原子と酸残基で構成されています。 通常の条件下では、酸は固体 (リン酸 H 3 PO 4、ケイ酸 H 2 SiO 3) と液体 (液体) のいずれかになります。 純粋な形液体は硫酸 H 2 SO 4)。
塩化水素 HCl、臭化水素 HBr、硫化水素 H 2 S などのガスは、水溶液中で対応する酸を形成します。 解離中に各酸分子によって形成される水素イオンの数によって、酸残基の電荷 (アニオン) と酸の塩基性が決まります。
によると 酸と塩基のプロトン分解理論、デンマークの化学者ブレンステッドと英国の化学者ローリーによって同時に提案された、酸は物質です 分割するこの反応で 陽子、あ 基礎- できる物質 陽子を受け取ります。
酸 → 塩基 + H +
これらの考え方に基づいて明らかなように、 アンモニアの基本的な性質、窒素原子に孤立電子対が存在するため、酸と相互作用するとプロトンを効果的に受け取り、ドナー-アクセプター結合を通じてアンモニウムイオンを形成します。
HNO 3 + NH 3 ⇆ NH 4 + + NO 3 -
酸塩基酸塩基
もっと 一般的な定義酸と塩基アメリカの化学者 G. ルイスによって提案されました。 彼は、酸と塩基の相互作用は非常に重要であると示唆しました。 必ずしもプロトン転移で起こるわけではありません。ルイスによれば、酸と塩基の測定における主な役割は、 化学反応割り当てられた 電子スチーム。
1 つ以上の電子対を受け取ることができるカチオン、アニオン、または中性分子は、と呼ばれます。 ルイス酸。
たとえば、フッ化アルミニウム AlF 3 は、アンモニアと相互作用するときに電子対を受け取ることができるため、酸です。
AlF 3 + :NH 3 ⇆ :
電子対を供与できるカチオン、アニオン、または中性分子はルイス塩基と呼ばれます (アンモニアは塩基です)。
ルイスの定義は、これまでに提案された理論によって考慮されてきたすべての酸塩基プロセスをカバーしています。 この表は、現在使用されている酸と塩基の定義を比較しています。
酸の命名法
酸にはさまざまな定義があるため、その分類と命名法はかなり恣意的です。
水溶液中で分離できる水素原子の数に従って、酸は次のように分類されます。 一塩基性(例: HF、HNO 2)、 二塩基性(H 2 CO 3 、H 2 SO 4)および 三族基本的な(H3RO4)。
酸の組成に応じて次のように分類されます。 酸素欠乏症(HCl、H2S)および 酸素を含む(HClO 4 、HNO 3)。
いつもの 含酸素酸の名前非金属の名前に語尾「kai」を付けたもの。 -道、非金属の酸化状態がグループ番号と等しい場合。 酸化状態が低下すると、接尾辞が変化します (金属の酸化状態が低下する順に)。 - 楕円形、イスティスタヤ、 - 卵形:
周期内の水素と非金属の結合の極性を考慮すると、この結合の極性を周期表内の元素の位置に簡単に関連付けることができます。 金属原子が失われやすいことから 価電子、水素原子はこれらの電子を受け取り、ヘリウム原子の殻のような安定した2電子殻を形成し、イオン性金属水素化物を与えます。
周期系の III 族から IV 族の元素の水素化合物では、ホウ素、アルミニウム、炭素、ケイ素が、解離しにくい水素原子と弱極性の共有結合を形成します。 要素の場合 V~VIIグループ周期内の周期系では、非金属と水素の結合の極性は原子の電荷とともに増加しますが、結果として生じる双極子の電荷の分布は、電子を供与する傾向のある元素の水素化合物とは異なります。 電子殻を完成させるためにいくつかの電子が必要な非金属原子は、一対の結合電子を自分自身に引き寄せる(分極させる)ことが強くなり、原子核の電荷が大きくなります。 したがって、CH 4 - NH 3 - H 2 O - HF または SiH 4 - PH 3 - H 2 S - Hcl の系列では、共有結合を維持しながら水素原子と結合し、より極性が高くなり、双極子の水素原子は元素と水素の結合はより電気的に陽性になります。 極性分子が極性溶媒中にある場合、電離プロセスが発生する可能性があります。
水溶液中での酸素含有酸の挙動について議論してみましょう。 これらの酸には、 N-O-E接続そしてもちろん、H-O 結合の極性は次の影響を受けます。 O-E接続。 したがって、これらの酸は通常、水よりも容易に解離します。
H 2 SO 3 + H 2 O ⇆ H s O + + HSO 3
HNO 3 + H 2 O ⇆ H s O + + NO 3
いくつかの例を見てみましょう 酸素化された酸の性質、異なる酸化状態を示すことができる元素によって形成されます。 と知られている 次亜塩素酸 HClO 非常に弱い塩酸 HClO 2 も 弱いただし、次亜塩素酸 HclO 3 よりも強力です。 強い。過塩素酸 HClO 4 はその 1 つです。 最強無機酸。
酸の種類に応じた解離(Hイオンの脱離)には休憩が必要 O-N接続。 HClO - HClO 2 - HClO 3 - HClO 4 の系列におけるこの結合の強度の減少はどのように説明できるでしょうか? この系列では、中心の塩素原子に関連付けられた酸素原子の数が増加します。 酸素と塩素の新しい結合が形成されるたびに、電子密度が塩素原子から引き離され、したがって単一の O-Cl 結合から引き離されます。 その結果、電子密度が部分的にО-Н結合を残し、これにより結合が弱まります。
そのようなパターン - 中心原子の酸化度の増加による酸性の性質の強化 - この特性は塩素だけでなく他の元素にも当てはまります。たとえば、窒素酸化状態が +5 である硝酸 HNO 3 は、亜硝酸 HNO 2 (窒素酸化状態が +3) よりも強力です。 硫酸 H 2 SO 4 (S +6) は亜硫酸 H 2 SO 3 (S +4) よりも強いです。
酸の入手
1. 無酸素酸取得できる 非金属と水素の直接結合.
H 2 + Cl 2 → 2HCl、
H 2 + S ⇆ H 2 S
2. 一部の酸化酸が得られる 酸酸化物と水の相互作用.
3. 無酸素酸と含酸素酸の両方が得られます 交換反応によると塩と他の酸の間。
BaBr 2 + H 2 SO 4 \u003d BaSO 4 ↓ + 2HBr
CuSO 4 + H 2 S \u003d H 2 SO 4 + CuS ↓
FeS + H 2 SO 4 (pa zb) \u003d H 2 S + FeSO 4
NaCl (T) + H 2 SO 4 (濃) = HCl + NaHSO 4
AgNO 3 + HCl = AgCl↓ + HNO 3
CaCO 3 + 2HBr \u003d CaBr 2 + CO 2 + H 2 O
4. 一部の酸は次の方法で入手できます。 酸化還元反応。
H 2 O 2 + SO 2 \u003d H 2 SO 4
3P + 5HNO 3 + 2H 2 O \u003d ZH 3 PO 4 + 5NO 2
酸味、指示薬への作用、電気伝導度、金属との相互作用、塩基性および両性酸化物、塩基および塩、アルコールとのエステルの形成 - これらの特性は、無機酸と有機酸に共通です。
次の 2 種類の反応に分類できます。
1) 共通していますために 酸この反応は、水溶液中でのヒドロニウムイオン H 3 O + の形成に関連しています。
2) 明確(つまり、特徴的な)反応 特定の酸。
水素イオンが侵入する可能性があるのは、 酸化還元反応、水素への還元、および 複合反応で孤立電子対を持つ負に帯電または中性の粒子、つまり 酸塩基反応。
に 一般的なプロパティ酸には、水素までの一連の電圧における酸と金属の反応が含まれます。次に例を示します。
亜鉛 + 2Н + = 亜鉛 2+ + Н 2
酸塩基反応には、塩基性酸化物および塩基との反応、さらに中塩基性、塩基性、場合によっては酸性の塩との反応が含まれます。
2 CO 3 + 4HBr \u003d 2CuBr 2 + CO 2 + 3H 2 O
Mg (HCO 3) 2 + 2HCl \u003d MgCl 2 + 2CO 2 + 2H 2 O
2KHSO 3 + H 2 SO 4 \u003d K 2 SO 4 + 2SO 2 + 2H 2 O
多塩基酸は段階的に解離し、次のステップごとに解離が難しくなるため、酸が過剰になると中程度の塩ではなく酸性の塩が形成されることが多いことに注意してください。
Ca 3 (PO 4) 2 + 4H 3 PO 4 \u003d 3Ca (H 2 PO 4) 2
Na 2 S + H 3 PO 4 = Na 2 HPO 4 + H 2 S
NaOH + H 3 PO 4 = NaH 2 PO 4 + H 2 O
KOH + H 2 S \u003d KHS + H 2 O
一見すると、酸性塩の形成は意外に思えるかもしれません。 一塩基性フッ化水素酸(フッ化水素酸)。 ただし、この事実は説明できます。 他のすべてのハロゲン化水素酸とは異なり、フッ化水素酸は溶液中で部分的に重合し(水素結合の形成により)、その中に異なる粒子 (HF) X、つまり H 2 F 2 、H 3 F 3 などが存在する可能性があります。
酸塩基バランスの特殊なケース - 酸と塩基と、溶液の酸性度に応じて色が変化する指示薬との反応。 インジケーターは以下で使用されます 定性分析酸と塩基の検出用ソリューションで。
最も一般的に使用されるインジケーターは次のとおりです。 リトマス(V 中性環境 紫, V 酸っぱい - 赤、 V アルカリ性 - ブルー)、メチルオレンジ(V 酸っぱい環境 赤、 V 中性 - オレンジ、 V アルカリ性 - 黄色)、フェノールフタレイン(V 高アルカリ性環境 クリムゾンレッド、 V 中性と酸性 - 無色)。
特定の特性異なる酸には 2 つのタイプがあります。まず、酸の形成につながる反応です。 不溶性の塩、そして第二に、 酸化還元変換。 H + イオンの存在に関連する反応がすべての酸に共通する場合 (酸を検出するための定性反応)、特定の反応が個々の酸の定性反応として使用されます。
Ag + + Cl - = AgCl (白色沈殿)
Ba 2+ + SO 4 2- \u003d BaSO 4 (白色沈殿物)
3Ag + + PO 4 3 - = Ag 3 PO 4 (黄色の沈殿物)
酸の特定の反応のいくつかは、その酸化還元特性によるものです。
水溶液中の無酸素酸は酸化することしかできません。
2KMnO 4 + 16HCl = 5Cl 2 + 2KSl + 2MnCl 2 + 8H 2 O
H 2 S + Br 2 \u003d S + 2HBg
酸素を含む酸は、たとえば亜硫酸のように、その中心原子が低酸化状態または中程度の酸化状態にある場合にのみ酸化できます。
H 2 SO 3 + Cl 2 + H 2 O \u003d H 2 SO 4 + 2HCl
多くの酸素含有酸は、中心原子が最大の酸化状態 (S +6、N +5、Cr +6) を持ち、強力な酸化剤の特性を示します。 濃H 2 SO 4 は強力な酸化剤です。
Cu + 2H 2 SO 4 (濃) = CuSO 4 + SO 2 + 2H 2 O
Pb + 4HNO 3 \u003d Pb (NO 3) 2 + 2NO 2 + 2H 2 O
C + 2H 2 SO 4 (濃) = CO 2 + 2SO 2 + 2H 2 O
次のことに留意してください。
- 酸性溶液は、水素の左側の一連の電気化学的電圧にある金属と反応します。多くの条件が適用されますが、その中で最も重要なのは、反応の結果として可溶性の塩が形成されることです。 HNO 3 および H 2 SO 4 (濃) と金属との相互作用は、異なる方法で進行します。
冷蔵中の濃硫酸は、アルミニウム、鉄、クロムを不動態化します。
- 水中では、酸は水素陽イオンと酸残基の陰イオンに解離します。次に例を示します。
- 無機酸および有機酸は、可溶性の塩が形成される限り、塩基性酸化物および両性酸化物と相互作用します。
- これらの酸も他の酸も塩基と反応します。 多塩基酸は中酸性塩と酸性塩の両方を形成できます (これらは中和反応です)。
- 酸と塩の反応は、沈殿物またはガスが形成された場合にのみ発生します。
H 3 PO 4 と石灰石の相互作用は、表面に最後の不溶性沈殿物 Ca 3 (PO 4) 2 が形成されることにより停止します。
硝酸 HNO 3 および濃硫酸 H 2 SO 4 (濃) 酸の特性の特徴は、それらが単体物質 (金属および非金属) と相互作用する場合、H + カチオンではなく硝酸塩および硫酸塩となるという事実によるものです。イオンは酸化剤として働きます。 このような反応の結果として、水素 H 2 が形成されるのではなく、他の物質が得られると予想するのは論理的です。必然的に塩と水、および条件に応じて硝酸イオンまたは硫酸イオンの還元生成物の 1 つが得られます。酸の濃度、一連の電圧における金属の位置、および反応条件(温度、金属の細かさなど)。
HNO 3 と H 2 SO 4 (濃濃度) の化学的挙動のこれらの特徴は、理論の理論を明確に示しています。 化学構造物質の分子内の原子の相互影響について。
ボラティリティと安定性(安定性)の概念はしばしば混同されます。 揮発性の酸は酸と呼ばれ、その分子は容易に気体状態になり、つまり蒸発します。 例えば、 塩酸揮発性ですが持続性があり、安定した酸です。 不安定な酸の揮発性は判断できません。 たとえば、不揮発性で不溶性のケイ酸は水と SiO 2 に分解します。 塩酸、硝酸、硫酸、リン酸、およびその他の多くの酸の水溶液は無色です。 クロム酸 H 2 CrO 4 の水溶液は黄色、過マンガン酸 HMnO 4 はラズベリー色です。
テストに合格するための参考資料:
メンデレーエフの表
溶解度表