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 + 2HClO_{4 (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 + 4HNO_3(конц.) → Zn(NO₃)₂ + 2NO₂↑ + 2H₂O

9. При действии водоотнимающих веществ на кислоты и соли:

2KClO₄ + H₂SO_4(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 Tl₂O₃• n H₂O, недопустимо писать формулы типа Tl(OH)₃. Называть такие соединениями гидроксидами также на рекомендуется. Примеры названий:

• Tl₂O₃• n H₂O — полигидрат оксида таллия(III)
• MnO₂• n 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).

????