Мы встречаем их на каждом шагу – от медицины до кулинарии. Кислотные соединения занимают важную роль во многих отраслях, а еще в быту и здравоохранении.
Кислоты – вещества, состоящие из одного или более атомов водорода, которые в свою очередь замещаются атомами металла и кислотным остатком. Интересно, что кислоты получили свое название из-за наличия кислого вкуса. Но лучше это не проверять – некоторые из них способны нанести химический ожог и или раздражение слизистой, а также дыхательных путей.
Эти химические элементы разделяются на две основные группы:
| ФИЗИЧЕСКИЕ | ХИМИЧЕСКИЕ |
|---|---|
| Агрегатная форма. В обычных температурных условиях (при 0°C), кислоты могут быть как твердыми, а также жидкими. | Изменение цвета индикатора. Общее свойства кислот – это возможность изменять цвет индикаторов. Благодаря этому можно определить степень кислотности каждого вещества. |
| Цвет. Чаще всего водные растворы кислот не имеют цвета. | Выделение ионов H+ при растворении в воде происходит у кислот. |
| Запах. Высококонцентрированные кислоты часто имеют резкий запах. | Выделение газообразного водорода при взаимодействии с активными металлами. Так например, при контакте магния с соляной кислотой будет образовываться хлорид магния и выделяется водород. |
| Растворимость в воде. В основном кислотные соединения без труда растворяются в воде. | Взаимодействие с солями. Это реакция, в результате которой образуются почти нерастворимые в воде вещества – осадок, газ или слабый электролит. |
| Способность проводить ток. В состав кислот входят заряженные частицы (ионы), благодаря которым они могут быть хорошим электропроводником. | Разложение кислородосодержащих кислот. Это процесс, в результате которого образуются кислотный оксид и вода. |
Ниже изучим детальнее характеристики кислот.
Разновидности кислот
Эти вещества классифицируются по своим особенностям. Вообще, разновидности кислот определяются их основаниями. Они бывают:
- Одноосновные (с 1 Н)
- Двухосновные (с 2 Н)
- Трехосновные (с 3 Н)
Практическое применение
- Кислота борная (H₃BO₃) – Активно применяют в таких ответственных сферах как атомная энергетика. На АЭС борную кислоту помещают в специальные баки, где она выполняет роль жидкости аварийной защиты. В критической ситуации она остановит реакции поглощая нейтроны в ядерном реакторе. Кроме такой важной задачи, борная кислота известна и в сельском хозяйстве как микроудобрение и подкормка для саженцев плодовых деревьев и различных культур. В фармацевтике борная кислота тоже популярна – ее используют как основу многих антисептиков, мазей, присыпок.
- Кислота азотная (HNO₃) – Из нее производят отличные азотные минеральные удобрения для сельского хозяйства. В химической промышленности азотную кислоту используют как сырьевую базу для изготовления красителей, лакокрасочных материалов, а в металлургии она известна своей функцией травления металлов, так как с помощью азотной кислоты отлично сходит окалина и очищается поверхность металла.
- Кислота уксусная (CH₃COOH) – Уксусная кислота, пожалуй, по праву самая народная, самая узнаваемая кислота поскольку она нашла активное применение в быту, и в малых дозах не вредит организму человека. В пищевой промышленности известна как регулятор кислотности «добавка Е260», которая есть во многих пищевых продуктах – маринованные овощи, соусы и другое. Ее активно применяют в реакциях нейтрализации щелочи, а также синтезируют с её помощью аспирин (ацетилсалициловую кислоту). В легкой промышленности из нее производят ацетатный шелк и диацетат целлюлозы (негорючая кинопленка).
- Кислота соляная (HCl) – Она активно применяется в металлургии в качестве состава, которым обрабатывают металлическое изделие перед сварочными работами или покраской. Соляная кислота отлично удаляет окалину и ржавчину. В химической промышленности она играет роль сырья для получения различных хлоридов, например хлористого кальция и хлористого цинка. Не стоит обходить стороной ее роль и в пищевой отрасли. Здесь она играет роль заменителя лимонной кислоты «добавка Е507» и добавляется в технологический состав при производстве глюкозы и желатина.
Допустим, фтороводородная HF содержит один атом, поэтому является одноосновной, а серная H2SO4 – двухосновная. Также они разделяются на сильные (с хорошей диссоциацией) и слабые (малодиссоциирующие).
Основные названия и формы кислотных соединений мы можем рассмотреть в таблице:
| Одноосновные (слабые) | Двухосновные (сильные) | трехосновные |
|---|---|---|
| HNO3 азотная | H2SO4 серная | H3PO4 фосфорная |
| HF фтороводородная | H2SO3 сернистая | |
| HCl хлороводородная | H2S сероводородная | |
| HBr бромоводородная | H2CO3 угольная | |
| HI иодоводородная | H2SiO3 кремниевая |
Еще кислоты различаются по источнику происхождения:
- Неорганические . Эта разновидность получается из минеральных неорганических источников, поэтому углерод отсутствует в составе. Представителями данного типа являются фосфорная, соляная, серная и азотная кислоты.
- Органические . Получаются из органических источников, в частности из растений и животных. Самыми популярными представителями этого класса являются карбоновые кислоты.
Только со временем было обнаружено, что не все эти вещества, содержат кислород. После этого их разделили на две группы:
- Оксикислоты (имеют в составе кислород). Их кислотность напрямую зависит от числа атомов кислорода в составе и прямо пропорциональна электроотрицательности центрального атома.
- Бескислородные . Это химические элементы, в которых водород соединен с неметаллическим компонентом. Они представляют собой группу со специфическими свойствами.
От их различий, свойств и происхождения каждого вещества, будет напрямую зависеть сфера деятельности, в которой в дальнейшем будут использоваться кислотные соединения.
Где применяются кислоты?
Давайте перейдем, пожалуй, к самому интересному – применение. Как уже было сказано, они встречаются повсюду.
В промышленности:
- В изготовлении удобрений. Для роста растений используют специальную подпитку, для получения которой необходима ортофосфорная и азотная кислота.
- В фармацевтике. Используют для создания препаратов, например, аспирина.
- Изготовление синтетических материалов. Применяются в производстве синтетического волокна, полимеров и смол.
- Производство химикатов. Серная, азотная и соляная кислоты являются важными составляющими синтеза различных химических веществ, таких как пластмассы, красители, взрывчатые вещества и лекарства.
- Металлообработка. Для очистки металлических поверхностей от оксидных пленок, а еще для электрохимической обработки металла.
- Для изготовления батарей. Все благодаря серной кислоте, которая хорошо проводит электрический ток.
В биологии и медицине:
- Регуляция pH. Неорганические кислоты используются в буферных растворах для поддержания, определённого pH, что является главным фактором для исследований в области биологии и медицинских процедур.
- Санитарная обработка. Некоторые кислоты наделены антибактериальными свойствами, благодаря которым они применяются для дезинфекции поверхностей и инструментов.
- Медикаментозные средства. Входят в состав лекарств для лечения желудка, например, соляная.
А еще ее используют, например, в кормлении животных. В корм добавляется фосфорная кислота, которая налаживает пищеварение и служит источником роста.
Хоть кислоты и активно используются во всех сферах нашей жизни, а также помогают нам справляться с различными трудностями, некоторые из них представляют серьезную угрозу для здоровья. При неправильном использовании они способны нанести вред организму и окружающей среде. При работе с такими химическими элементами следует использовать средства индивидуально защиты (СИЗ)
