Неорганические (минеральные) кислоты

 

Борная кислота

  • Азотистая кислота
  • Азотная кислота
  • Борная кислота
  • Бромоводородная кислота
  • Йодоводородная кислота
  • Йодноватая кислота
  • Иодная кислота
  • Серная кислота
  • Соляная кислота
  • Селеновая кислота
  • Ортофосфорная кислота
  • Ортокарбоновая кислота
  • Сернистая кислота
  • Сероводородная кислота
  • Фтороводородная кислота
  • Хлорноватистая кислота
  • Хлорноватая кислота
  • Хлористая кислота
  • Хлорная кислота
  • Кремниевая кислота
  • Марганцовая кислота
  • Угольная кислота
  • Синильная кислота
  • Плавиковая кислота
  • Роданистоводородная кислота
  • Тиосерная кислота
  • Мышьяковая кислота
  • Молибденовая кислота
  • Технециевая кислота (пертехнециевая кислота)
  • Полониевая кислота
  • Плутониевая кислота (H2PuO4)
  • Метафосфорная кислота
  • Хромовая кислота

Органические кислоты

 

Муравьиная кислота

  • Адипиновая кислота
  • Азелаиновая кислота
  • Акриловая кислота
  • Аконитовая кислота
  • Аскорбиновая кислота (витамин C)
  • Валериановая кислота
  • Винная кислота
  • Гиалуроновая кислота
  • Дезоксирибонуклеиновая кислота(ДНК)
  • Капроновая кислота
  • Лауриновая кислота
  • Лизергиновая кислота
  • Лимонная кислота
  • Масляная кислота
  • Малоновая кислота
  • Молочная кислота
  • Мочевая кислота
  • Муравьиная кислота
  • Олеиновая кислота
  • Пальмитиновая кислота
  • Пировиноградная кислота
  • Пропионовая кислота
  • Салициловая кислота
  • Стеариновая кислота
  • Уксусная кислота
  • Щавелевая кислота
  • Яблочная кислота
  • Янтарная кислота

Окси́д (о́кисел, о́кись) — бинарное соединение химического элемента с кислородом в степени окисления −2, в котором сам кислород связан только с менее электроотрицательным элементом. Химический элемент кислород по электроотрицательности второй после фтора, поэтому к оксидам относятся почти все соединения химических элементов с кислородом. К исключениям относятся, например, дифторид кислорода OF2.

Оксиды — весьма распространённый тип соединений, содержащихся в земной коре и во Вселенной вообще. Примерами таких соединений являются ржавчина, вода, песок, углекислый газ, ряд красителей. Оксидами называется класс минералов, представляющих собой соединения металла с кислородом (см. Окислы).

Соединения, содержащие атомы кислорода, соединённые между собой, называются пероксидами (перекисями) и супероксидами. Они не относятся к категории оксидов

Классификация

В зависимости от химических свойств различают:

  • Солеобразующие оксиды:
    • основные оксиды (например, оксид натрия Na2O, оксид меди(II) CuO): оксиды металлов, степень окисления которых I—II;
    • кислотные оксиды (например, оксид серы(VI) SO3, оксид азота(IV) NO2): оксиды металлов со степенью окисления V—VII и оксиды неметаллов;
    • амфотерные оксиды (например, оксид цинка ZnO, оксид алюминия Al2О3): оксиды металлов со степенью окисления III—IV и исключения (ZnO, BeO, SnO, PbO);
  • Несолеобразующие оксиды: оксид углерода(II) СО, оксид азота(I) N2O, оксид азота(II) NO.

Номенклатура

В соответствии с номенклатурой ИЮПАК, оксиды называют словом «оксид», после которого следует наименование химического элемента в родительном падеже, например: Na2O — оксид натрия, Al2O3 — оксид алюминия. Если элемент имеет переменную степень окисления, то в названии оксида указывается его степень окисления римской цифрой в скобках сразу после названия (без пробела). Например, Cu2О — оксид меди(I), CuO — оксид меди(II), FeO — оксид железа(II), Fe2О3 — оксид железа(III), Cl2O7 — гидроксид хлора(VII).

Часто используют и другие наименования оксидов по числу атомов кислорода: если оксид содержит только один атом кислорода, то его называют монооксидом, моноокисью или закисью, если два — диоксидом или двуокисью, если три — то триоксидом или триокисью и т. д. Например: монооксид углерода CO, диоксид углерода СО2, триоксид серы SO3.

Также распространены исторически сложившиеся (тривиальные) названия оксидов, например угарный газ CO, серный ангидрид SO3 и т. д.

В начале XIX века и ранее тугоплавкие, практически не растворимые в воде оксиды химики называли «землями»

Химические свойства

Основные оксиды

1. Основный оксид + кислота → соль + вода

CuO + H2SO4 → CuSO4 + H2O

Примечание: кислота ортофосфорная или сильная.

2. Сильноосновный оксид + вода → щелочь

CaO + H2O → Ca(OH)2

3. Сильноосновный оксид + кислотный оксид → соль

CaO + Mn2O7 → Ca(MnO4)2

Na2O + CO2 → Na2CO3

4. Основный оксид + водород → металл + вода

CuO + H2 → Cu + H2O

Примечание: металл менее активный, чем алюминий.

Кислотные оксиды

1. Кислотный оксид + вода → кислота

SO3 + H2O → H2SO4

Некоторые оксиды, например SiO2, с водой не вступают в реакцию, поэтому их кислоты получают косвенным путём.

2. Кислотный оксид + основный оксид → соль

CO2 + CaO → CaCO3

3. Кислотный оксид + основание → соль + вода

SO2 + 2NaOH → Na2SO3 + H2O

Если кислотный оксид является ангидридом многоосновной кислоты, возможно образование кислых или средних солей:

Ca(OH)2 + CO2 → CaCO3↓ + H2O

CaCO3 + CO2 + H2O → Ca(HCO3)2

4. Нелетучий оксид + соль1 → соль2 + летучий оксид

SiO2 + Na2CO3 → Na2SiO3 + CO2

5. Ангидрид кислоты 1 + безводная кислородосодержащая кислота 2 → Ангидрид кислоты 2 + безводная кислородосодержащая кислота 1

P2O5 + 2HClO4 (безводн) → Cl2O7 + 2HPO3

Амфотерные оксиды

При взаимодействии с сильной кислотой или кислотным оксидом проявляют основные свойства:

ZnO + 2HCl → ZnCl2 + H2O

При взаимодействии с сильным основанием или основным оксидом проявляют кислотные свойства:

ZnO + 2KOH + H2O → K2[Zn(OH)4] (в водном растворе)

ZnO + CaO → CaZnO2 (при сплавлении)

Получение

1. Взаимодействие простых веществ (за исключением инертных газов, золота и платины) с кислородом:

2H2 + O2 → 2H2O

2Cu + O2 → 2CuO

При горении в кислороде щелочных металлов (кроме лития), а также стронция и бария образуются пероксиды и надпероксиды:

2Na + O2 → Na2O2

K + O2 → KO2

2. Обжиг или горение бинарных соединений в кислороде:

4FeS2 + 11O2 → 2Fe2O3 + 8SO2

CS2 + 3O2 → CO2 + 2SO2

2PH3 + 4O2 → P2O5 + 3H2O

3. Термическое разложение солей:

CaCO3 → CaO + CO2

2FeSO4 → Fe2O3 + SO2↑ + SO3

4. Термическое разложение оснований или кислот:

2Al(OH)3 → Al2O3 + 3H2O↑

4HNO3 → 4NO2↑ + O2↑ + 2H2O

5. Окисление низших оксидов в высшие и восстановление высших в низшие:

4FeO + O2 → 2Fe2O3

Fe2O3 + CO → 2FeO + CO2

6. Взаимодействие некоторых металлов с водой при высокой температуре:

Zn + H2O → ZnO + H2

7. Взаимодействие солей с кислотными оксидами при сжигании кокса с выделением летучего оксида:

Ca3(PO4)2 + 3SiO2 + 5C(кокс) → 3CaSiO3 + 2P+5CO↑

8. Взаимодействие металлов с кислотами-оксилителями:

Zn + 4HNO3(конц.) → Zn(NO3)2 + 2NO2↑ + 2H2O

9. При действии водоотнимающих веществ на кислоты и соли:

2KClO4 + H2SO4(конц) → K2SO4 + Cl2O7 + H2O

10. Взаимодействие солей слабых неустойчивых кислот с более сильными кислотами:

NaHCO3 + HCl → NaCl + H2O + CO2

Основа́ния — класс химических соединений.

  • Основания (осно́вные гидрокси́ды) — сложные вещества, которые состоят из атомов металла или иона аммония и гидроксогруппы (-OH). В водном растворе диссоциируют с образованием катионов и анионов ОН. Название основания обычно состоит из двух слов: «гидроксид металла/аммония». Хорошо растворимые в воде основания называются щелочами.
  • Согласно протонной теории кислот и оснований, основания — один из основных классов химических соединений, вещества, молекулы которых являются акцепторами протонов.
  • В органической химии по традиции основаниями называют также вещества, способные давать аддукты («соли») с сильными кислотами, например, многие алкалоиды описывают как в форме «алкалоид-основание», так и в виде «солей алкалоидов».

В статье смысл термина «основание» раскрывается в первом, наиболее широко используемом значении — осно́вные гидрокси́ды.

Получение

гидроксида натрия

Гидроксид кальция

Гидроксид алюминия

Метагидроксид железа

  • Взаимодействие сильноосновного оксида с водой позволяет получить сильное основание или щёлочь.

Слабоосновные и амфотерные оксиды с водой не реагируют, поэтому соответствующие им гидроксиды таким способом получить нельзя.

  • Гидроксиды малоактивных металлов получают при добавлении щелочи к растворам соответствующих солей. Так как растворимость слабоосновных гидроксидов в воде очень мала, гидроксид выпадает из раствора в виде студнеобразной массы.

  • Также основание можно получить при взаимодействии щелочного или щелочноземельного металла с водой.

  • Гидроксиды щелочных металлов в промышленности получают электролизом водных растворов солей:

  • Некоторые основания можно получить реакциями обмена:

  • Основания металлов встречаются в природе в виде минералов, например: гидраргиллита Al(OH)3, брусита Mg(OH)2.

Классификация

Основания классифицируются по ряду признаков.

  • По растворимости в воде.
    • Растворимые основания (щёлочи): гидроксид натрия NaOH, гидроксид калия KOH, гидроксид бария Ba(OH)2, гидроксид стронция Sr(OH)2, гидроксид цезия CsOH, гидроксид рубидия RbOH.
    • Практически нерастворимые основания: Mg(OH)2, Ca(OH)2, Zn(OH)2, Cu(OH)2, Al(OH)3, Fe(OH)3, Be(OH)2.
    • Другие основания: NH3·H2O

Деление на растворимые и нерастворимые основания практически полностью совпадает с делением на сильные и слабые основания, или гидроксиды металлов и переходных элементов

  • По количеству гидроксильных групп в молекуле.
    • Однокислотные (гидроксид натрия NaOH)
    • Двукислотные (гидроксид меди(II) Cu(OH)2)
    • Трехкислотные (гидроксид железа(III) Fe(OH)3)
  • По летучести.
    • Летучие: NH3, CH3-NH2
    • Нелетучие: щёлочи, нерастворимые основания.
  • По стабильности.
    • Стабильные: гидроксид натрия NaOH, гидроксид бария Ba(OH)2
    • Нестабильные: гидроксид аммония NH3·H2O (гидрат аммиака).
  • По степени электролитической диссоциации.
    • Сильные (α > 30 %): щёлочи.
    • Слабые (α < 3 %): нерастворимые основания.
  • По наличию кислорода.
    • Кислородсодержащие: гидроксид калия KOH, гидроксид стронция Sr(OH)2
    • Бескислородные: аммиак NH3, амины.
  • По типу соединения:
    • Неорганические основания: содержат одну или несколько групп -OH.
    • Органические основания: органические соединения, являющиеся акцепторами протонов: амины, амидины и другие соединения.

Номенклатура

По номенклатуре IUPAC неорганические соединения, содержащие группы -OH, называются гидроксидами. Примеры систематических названий гидроксидов:

  • NaOH — гидроксид натрия
  • TlOH — гидроксид таллия(I)
  • Fe(OH)2 — гидроксид железа(II)

Если в соединении есть оксидные и гидроксидные анионы одновременно, то в названиях используются числовые приставки:

  • TiO(OH)2 — дигидроксид-оксид титана
  • MoO(OH)3 — тригидроксид-оксид молибдена

Для соединений, содержащих группу O(OH), используют традиционные названия с приставкой мета-:

  • AlO(OH) — метагидроксид алюминия
  • CrO(OH) — метагидроксид хрома

Для оксидов, гидратированных неопределённым числом молекул воды, например Tl2O3n H2O, недопустимо писать формулы типа Tl(OH)3. Называть такие соединениями гидроксидами также на рекомендуется. Примеры названий:

  • Tl2O3n H2O — полигидрат оксида таллия(III)
  • MnO2n H2O — полигидрат оксида марганца(IV)

Особо следует именовать соединение NH3•H2O, которое раньше записывали как NH4OH и которое в водных растворах проявляет свойства основания. Это и подобные соединения следует именовать как гидрат:

  • NH3•H2O — гидрат аммиака
  • N2H4•H2O — гидрат гидразина

Химические свойства

  • В водных растворах основания диссоциируют, что изменяет ионное равновесие:

это изменение проявляется в цветах некоторых кислотно-основных индикаторов:

· лакмус становится синим,

· метилоранж — жёлтым,

· фенолфталеин приобретает цвет фуксии.

  • При взаимодействии с кислотой происходит реакция нейтрализации и образуется соль и вода:

Примечание: реакция не идёт, если и кислота и основание слабые.

  • При избытке кислоты или основания реакция нейтрализации идёт не до конца и образуются кислые или осно́вные соли, соответственно:

  • Амфотерные основания могут реагировать с щелочами с образованием гидроксокомплексов:

  • Основания реагируют с кислотными или амфотерными оксидами с образованием солей:

  • Основания вступают в обменные реакции (реагируют с растворами солей):

  • Слабые и нерастворимые основания при нагреве разлагаются на оксид и воду:

Некоторые основания (Cu(I), Ag, Au(I)) разлагаются уже при комнатной температуре.

  • Основания щелочных металлов (кроме лития) при нагревании плавятся, расплавы являются электролитами.

Гидрокси́ды (гидроо́киси) — соединения оксидов химических элементов с водой. Известны гидроксиды почти всех химических элементов; некоторые из них встречаются в природе в виде минералов. Гидроксиды щелочных металлов называются щелочами.

Классификация

В зависимости от того, является ли соответствующий гидроксид основным, кислотным или амфотерным, соответственно различают:

  • основные гидроксиды (основания) — гидроксиды, проявляющие основные свойства (например, гидроксид кальция Ca(ОН)2, гидроксид калия KOH, гидроксид натрия NaOH и др.);
  • кислотные гидроксиды (кислородосодержащие кислоты) — гидроксиды, проявляющие кислотные свойства (например, азотная кислота HNO3, серная кислота H2SO4, сернистая кислота H2SO3 и др.)
  • амфотерные гидроксиды, проявляющие в зависимости от условий либо основные, либо кислотные свойства (например, гидроксид алюминия Al(ОН)3, гидроксид цинка Zn(ОН)2).

Термин «гидроксиды» часто применяют только по отношению к основным и амфотерным гидроксидам.

Различают мета- и орто-гидроксиды.

Электролитическая диссоциация — процесс распада электролита на ионы при растворении его в полярном растворителе или при плавлении.

Диссоциация в растворах

Диссоциация на ионы в растворах происходит вследствие взаимодействия растворённого вещества с растворителем; по данным спектроскопических методов, это взаимодействие носит в значительной мере химический характер. Наряду с сольватирующей способностью молекул растворителя определённую роль в электролитической диссоциации играет также макроскопическое свойство растворителя — его диэлектрическая проницаемость (Схема электролитической диссоциации).

????