Глава II.16 Кислоты

Ни один химик не рискнёт определять принадлежность вещества к классу кислот, пробуя его на вкус. Это категорически запрещается правилами техники безопасности, потому что среди кислот немало ядовитых соединений.

Для идентификации кислот выполните лабораторный опыт.

И раствор лакмуса, и раствор метилоранжа изменяют цвет в растворах кислот, поэтому лакмус и метилоранж называют индикаторами (от лат. indicator – указатель).

Вместо растворов индикаторов для обнаружения кислот часто используют бумагу, пропитанную химическими реактивами, – индикаторную бумагу.

Познакомимся с составом кислот и названиями некоторых представителей этого класса сложных веществ:
HCl – соляная, или хлороводородная, кислота;
H₂S – сероводородная кислота;
H₂SO₃ – сернистая кислота;
H₂SO₄ – серная кислота;
HNO₂ – азотистая кислота;
HNO₃ – азотная кислота;
Н₂СО₃ – угольная кислота;
Н₂SiO₃ – кремниевая кислота;
Н₃РО₄ – фосфорная кислота.

Нетрудно заметить, что в состав кислот обязательно входят атомы водорода. Оставшаяся часть молекул кислот так и называется: кислотный остаток.

Водород, как известно, одновалентный элемент. С кислотными остатками у разных кислот соединено разное число атомов водорода: у соляной кислоты – один, у серной кислоты – два, а у фосфорной кислоты – три. Кислотные остатки этих кислот будут соответственно одно-, двух- и трёхвалентны:

$\stackrel{}{\mathrm{H}}\stackrel{\mathrm{I}}{\mathrm{Cl}}$, аналогично и $\stackrel{}{\mathrm{H}}\stackrel{\mathrm{I}}{{\mathrm{NO}}_3}$, $\stackrel{}{\mathrm{H}}\stackrel{\mathrm{I}}{{\mathrm{NO}}_2}$
$\stackrel{}{{\mathrm{H}}_2\stackrel{\mathrm{II}}{{\mathrm{SO}}_4}}$, аналогично и $\stackrel{}{{\mathrm{H}}_2\stackrel{\mathrm{II}}{\mathrm{S}}}$, $\stackrel{}{{\mathrm{H}}_2\stackrel{\mathrm{II}}{{\mathrm{SO}}_3}}$, $\stackrel{}{{\mathrm{H}}_2\stackrel{\mathrm{II}}{{\mathrm{CO}}_3}}$, $\stackrel{}{{\mathrm{H}}_2\stackrel{\mathrm{II}}{{\mathrm{SiO}}_3}}$
${\stackrel{}{\mathrm{Н}}}_3{\stackrel{\mathrm{III}}{\mathrm{РО}}}_4$

Все кислоты, кроме кремниевой, растворимы в воде. Вы можете убедиться в этом, если обратитесь к таблице растворимости кислот, солей и оснований в воде – cправочной таблице, размещённой на обороте обложки.

Нетрудно заметить, что молекулы одних кислот состоят из двух химических элементов, других – из трёх. Следовательно, у первых кислотные остатки простые, а у вторых – сложные.

Соляная и сероводородная кислоты не содержат в кислотном остатке атомов кислорода, а потому так и называются – бескислородные кислоты. В составе молекул других кислот содержатся атомы кислорода, поэтому они называются кислородсодержащие кислоты.

Познакомимся подробнее с двумя важнейшими представителями неорганических кислот.

Серная кислота. (H₂SO₄). Впервые серную кислоту получили алхимики, нагревая железный купорос. Одним из продуктов его разложения была бесцветная маслообразная жидкость – «купоросное масло». Это и была сравнительно чистая серная кислота.

Серная кислота – одна из самых сильных кислот. Она реагирует с большинством металлов, растворяет минералы, обугливает древесину, бумагу и ткани (рис. 57). При попадании кислоты на кожу возникают сильные химические ожоги.

Серная кислота прекрасно растворяется в воде с выделением большого количества теплоты. Если наливать воду в концентрированную кислоту, за счёт выделяющейся теплоты вода закипает и разбрызгивает жидкость. Это очень опасно! Поэтому, приготавливая раствор, серную кислоту тонкой струйкой вливают в воду (а не наоборот!) при постоянном перемешивании.

Серную кислоту применяют для получения красителей, удобрений, взрывчатых веществ, лекарственных средств, для очистки нефтепродуктов, травления металлов. Раствор серной кислоты в качестве электролита используется в свинцовых аккумуляторах.

Соляная кислота (HCl). Алхимики заметили, что при прокаливании железного купороса с поваренной солью выделяется удушливый газ, который назвали хлороводородом. Растворив его в воде, они получили кислоту, которую назвали соляной кислотой.

Растворимость газообразного хлороводорода в воде ограниченна, поэтому соляной кислоты с концентрацией более 36$$% (при 20 °С) не бывает. Концентрированная соляная кислота «дымит» на воздухе: выделяющийся хлороводород, поглощая водяные пары, образует мельчайшие капельки кислоты. Склянку с концентрированной соляной кислотой нужно держать плотно закрытой, иначе понижается массовая доля хлороводорода в растворе, а выделяющиеся пары вызывают сильную коррозию окружающих металлических предметов.

Соляная кислота содержится в желудочном соке и выполняет несколько важных функций. Она участвует в процессе переваривания пищи (активизирует ферменты желудочного сока) и играет роль санитарного кордона – убивает многие болезнетворные микробы, которые попадают в желудок вместе с пищей.

Желудочный сок выделяется уже тогда, когда вы начинаете пережёвывать пищу. Поэтому использование жевательной резинки на голодный желудок очень вредно: при отсутствии пищи выделяющаяся соляная кислота разрушает слизистую оболочку желудка.