Namensbildung für Säuren. Die wichtigsten Klassen anorganischer Stoffe. Oxide. Hydroxide. Salz. Säuren, Basen, amphotere Substanzen. Die wichtigsten Säuren und ihre Salze. Genetische Verwandtschaft der wichtigsten Klassen anorganischer Stoffe

Säuren- komplexe Stoffe, bestehend aus einem oder mehreren Wasserstoffatomen, die durch Metallatome und saure Reste ersetzt werden können.

Klassifizierung von Säuren

1. Nach der Anzahl der Wasserstoffatome: Anzahl der Wasserstoffatome ( N ) bestimmt die Basizität von Säuren:

N= 1 Monobase

N= 2 Dibase

N= 3 Tribase

2. Nach Zusammensetzung:

a) Tabelle der sauerstoffhaltigen Säuren, Säurereste und entsprechenden Säureoxide:

b) Tabelle der sauerstofffreien Säuren

Physikalische Eigenschaften von Säuren

Viele Säuren wie Schwefel-, Salpeter- und Salzsäure sind farblose Flüssigkeiten. Feste Säuren sind auch bekannt: Orthophosphorsäure, Metaphosphorsäure HPO 3, Borsäure H 3 BO 3 . Fast alle Säuren sind wasserlöslich. Ein Beispiel für eine unlösliche Säure ist Kieselsäure H2SiO3 . Saure Lösungen haben einen säuerlichen Geschmack. Beispielsweise erhalten viele Früchte durch die enthaltenen Säuren einen säuerlichen Geschmack. Daher die Namen der Säuren: Zitronensäure, Äpfelsäure usw.

Methoden zur Herstellung von Säuren

Chemische Eigenschaften von Säuren

1. Ändern Sie die Farbe der Indikatoren

2. Reagieren Sie mit Metallen in der Aktivitätsreihe bis H 2

(exkl. HNO 3 -Salpetersäure)

Video „Wechselwirkung von Säuren mit Metallen“

Ich + SÄURE = SALZ + H 2 (r. Ersatz)

Zn + 2 HCl = ZnCl 2 + H 2

3. Mit basischen (amphoteren) Oxiden – Metalloxide

Video „Wechselwirkung von Metalloxiden mit Säuren“

Pelz x O y + SÄURE = SALZ + H 2 O (Rubel umtauschen)

4. Mit Basen reagieren – Neutralisierungsreaktion

SÄURE + BASIS= SALZ+ H 2 Ö (Rubel umtauschen)

H 3 PO 4 + 3 NaOH = Na 3 PO 4 + 3 H 2 O

5. Reagieren Sie mit Salzen schwacher, flüchtiger Säuren – wenn sich Säure bildet, ausfällt oder Gas entsteht:

2 NaCl (tv.) + H 2 SO 4 (konz.) = Na 2 SO 4 + 2HCl ( R . Austausch )

Video „Wechselwirkung von Säuren mit Salzen“

6. Zersetzung sauerstoffhaltiger Säuren beim Erhitzen

(exkl. H 2 ALSO 4 ; H 3 Postfach 4 )

SÄURE = SÄUREOXID + WASSER (r. Erweiterung)

Erinnern!Instabile Säuren (Kohlensäure und schwefelige Säure) – zerfallen in Gas und Wasser:

H 2 CO 3 ↔ H 2 O + CO 2

H 2 SO 3 ↔ H 2 O + SO 2

Schwefelwasserstoffsäure bei Produkten als Gas freigesetzt:

CaS + 2HCl = H 2 S+CaCl2

ZUTEILUNGSAUFGABEN

Nr. 1. Verteilen Sie die chemischen Formeln der Säuren in einer Tabelle. Geben Sie ihnen Namen:

LiOH, Mn 2 O 7, CaO, Na 3 PO 4, H 2 S, MnO, Fe (OH) 3, Cr 2 O 3, HI, HClO 4, HBr, CaCl 2, Na 2 O, HCl, H 2 SO 4, HNO 3, HMnO 4, Ca (OH) 2, SiO 2, Säuren

Bes-sauer-

einheimisch

Sauerstoffhaltig

löslich

unlöslich

eins-

Basic

zweibasisch

drei-grundlegend

Nr. 2. Schreiben Sie die Reaktionsgleichungen auf:

Ca + HCl

Na+H2SO4

Al+H2S

Ca+H3PO4
Benennen Sie die Reaktionsprodukte.

Nr. 3. Schreiben Sie Reaktionsgleichungen auf und benennen Sie die Produkte:

Na 2 O + H 2 CO 3

ZnO + HCl

CaO + HNO3

Fe 2 O 3 + H 2 SO 4

Nummer 4. Schreiben Sie Gleichungen für die Reaktionen von Säuren mit Basen und Salzen auf:

KOH + HNO3

NaOH + H2SO3

Ca(OH) 2 + H 2 S

Al(OH) 3 + HF

HCl + Na 2 SiO 3

H2SO4 + K2CO3

HNO3 + CaCO3

Benennen Sie die Reaktionsprodukte.

ÜBUNGEN

Trainer Nr. 1. „Formel und Namen von Säuren“

Trainer Nr. 2. „Korrespondenz herstellen: Säureformel – Oxidformel“

Sicherheitshinweise – Erste Hilfe bei Säurekontakt mit der Haut

Sicherheitstechnik -

Schauen wir uns die häufigsten Säureformeln an, die in Lehrbüchern zu finden sind:

Es ist leicht zu erkennen, dass allen Säureformeln das Vorhandensein von Wasserstoffatomen (H) gemeinsam ist, die in der Formel an erster Stelle stehen.

Bestimmung der Wertigkeit eines Säurerestes

Aus der obigen Liste ist ersichtlich, dass die Anzahl dieser Atome unterschiedlich sein kann. Säuren, die nur ein Wasserstoffatom enthalten, werden als einbasige Säuren (Salpetersäure, Salzsäure und andere) bezeichnet. Schwefel-, Kohlen- und Kieselsäure sind zweibasig, da ihre Formeln zwei H-Atome enthalten. Ein dreibasisches Phosphorsäuremolekül enthält drei Wasserstoffatome.

Somit charakterisiert die Menge an H in der Formel die Basizität der Säure.

Das Atom oder die Gruppe von Atomen, die nach Wasserstoff geschrieben werden, werden Säurereste genannt. Beispielsweise besteht der Rest in Schwefelwasserstoffsäure aus einem Atom – S, und in Phosphorsäure, Schwefelsäure und vielen anderen – aus zwei, und eines davon ist notwendigerweise Sauerstoff (O). Auf dieser Grundlage werden alle Säuren in sauerstoffhaltige und sauerstofffreie unterteilt.

Jeder Säurerest hat eine bestimmte Wertigkeit. Sie entspricht der Anzahl der H-Atome im Molekül dieser Säure. Die Wertigkeit des HCl-Rests ist gleich eins, da es sich um eine einbasige Säure handelt. Reste von Salpetersäure, Perchlorsäure und salpetriger Säure haben die gleiche Wertigkeit. Die Wertigkeit des Schwefelsäurerests (SO 4) beträgt zwei, da seine Formel zwei Wasserstoffatome enthält. Dreiwertiger Phosphorsäurerest.

Saure Rückstände – Anionen

Zusätzlich zur Valenz haben Säurereste Ladungen und sind Anionen. Ihre Ladungen sind in der Löslichkeitstabelle angegeben: CO 3 2−, S 2−, Cl− und so weiter. Bitte beachten Sie: Die Ladung des sauren Rests entspricht numerisch seiner Wertigkeit. Beispielsweise hat in Kieselsäure, deren Formel H 2 SiO 3 lautet, der Säurerest SiO 3 eine Wertigkeit von II und eine Ladung von 2-. Wenn man also die Ladung des sauren Rests kennt, kann man leicht seine Wertigkeit bestimmen und umgekehrt.

Zusammenfassen. Säuren sind Verbindungen, die aus Wasserstoffatomen und sauren Resten bestehen. Aus Sicht der Theorie der elektrolytischen Dissoziation kann eine andere Definition gegeben werden: Säuren sind Elektrolyte, in deren Lösungen und Schmelzen Wasserstoffkationen und Anionen von Säureresten vorhanden sind.

Hinweise

Chemische Formeln von Säuren lernt man meist auswendig, ebenso ihre Namen. Wenn Sie vergessen haben, wie viele Wasserstoffatome in einer bestimmten Formel enthalten sind, Sie aber wissen, wie der Säurerest aussieht, hilft Ihnen die Löslichkeitstabelle weiter. Die Ladung des Rests stimmt im Modul mit der Wertigkeit und damit mit der Menge an H überein. Sie erinnern sich beispielsweise, dass der Rest der Kohlensäure CO 3 ist. Anhand der Löslichkeitstabelle ermitteln Sie, dass die Ladung 2- ist, also zweiwertig ist, d. h. Kohlensäure hat die Formel H 2 CO 3.

Es kommt häufig zu Verwechslungen mit den Formeln von Schwefel- und Schwefelsäure sowie von Salpeter- und salpetriger Säure. Auch hier gibt es einen Punkt, der das Merken erleichtert: Der Name der Säure aus dem Paar, in dem sich mehr Sauerstoffatome befinden, endet auf -naya (Schwefelsäure, Salpetersäure). Eine Säure mit weniger Sauerstoffatomen in der Formel hat einen Namen, der auf -istaya (schwefelhaltig, stickstoffhaltig) endet.

Diese Tipps helfen jedoch nur, wenn Ihnen die Säureformeln bekannt sind. Wiederholen wir sie noch einmal.

Unterschätzen Sie nicht die Rolle von Säuren in unserem Leben, denn viele von ihnen sind im Alltag einfach unersetzlich. Erinnern wir uns zunächst daran, was Säuren sind. Das sind komplexe Stoffe. Die Formel lautet wie folgt: HnA, wobei H Wasserstoff ist, n die Anzahl der Atome ist und A der Säurerest ist.

Zu den Haupteigenschaften von Säuren gehört die Fähigkeit, Moleküle aus Wasserstoffatomen durch Metallatome zu ersetzen. Die meisten von ihnen sind nicht nur ätzend, sondern auch sehr giftig. Es gibt aber auch solche, denen wir ständig begegnen, ohne dass sie unserer Gesundheit schaden: Vitamin C, Zitronensäure, Milchsäure. Betrachten wir die grundlegenden Eigenschaften von Säuren.

Physikalische Eigenschaften

Die physikalischen Eigenschaften von Säuren geben oft Hinweise auf ihren Charakter. Säuren können in drei Formen vorliegen: fest, flüssig und gasförmig. Zum Beispiel: Salpetersäure (HNO3) und Schwefelsäure (H2SO4) sind farblose Flüssigkeiten; Borsäure (H3BO3) und Metaphosphorsäure (HPO3) sind feste Säuren. Einige von ihnen haben Farbe und Geruch. Verschiedene Säuren lösen sich unterschiedlich in Wasser. Es gibt auch unlösliche: H2SiO3 – Silizium. Flüssige Substanzen haben einen säuerlichen Geschmack. Einige Säuren sind nach den Früchten benannt, in denen sie vorkommen: Apfelsäure, Zitronensäure. Andere haben ihren Namen von den darin enthaltenen chemischen Elementen.

Klassifizierung von Säuren

Säuren werden üblicherweise nach mehreren Kriterien klassifiziert. Die allererste basiert auf dem Sauerstoffgehalt in ihnen. Nämlich: sauerstoffhaltig (HClO4 – Chlor) und sauerstofffrei (H2S – Schwefelwasserstoff).

Nach Anzahl der Wasserstoffatome (nach Basizität):

• Einbasisch – enthält ein Wasserstoffatom (HMnO4);
• Dibasisch – hat zwei Wasserstoffatome (H2CO3);
• Dreibasische Verbindungen haben dementsprechend drei Wasserstoffatome (H3BO);
• Mehrbasig – haben vier oder mehr Atome, sind selten (H4P2O7).

Nach den Klassen chemischer Verbindungen werden sie in organische und anorganische Säuren unterteilt. Erstere kommen hauptsächlich in Produkten pflanzlichen Ursprungs vor: Essig-, Milch-, Nikotin- und Ascorbinsäure. Zu den anorganischen Säuren gehören: Schwefelsäure, Salpetersäure, Borsäure und Arsen. Das Anwendungsspektrum ist recht breit und reicht von industriellen Anforderungen (Herstellung von Farbstoffen, Elektrolyten, Keramik, Düngemitteln usw.) bis hin zum Kochen oder Reinigen von Abwasserkanälen. Säuren können auch nach Stärke, Flüchtigkeit, Stabilität und Wasserlöslichkeit klassifiziert werden.

Chemische Eigenschaften

Betrachten wir die grundlegenden chemischen Eigenschaften von Säuren.

• Die erste ist die Interaktion mit Indikatoren. Als Indikatoren werden Lackmus, Methylorange, Phenolphthalein und Universalindikatorpapier verwendet. In sauren Lösungen ändert sich die Farbe des Indikators: Lackmus und Universal-Indikator. das Papier wird rot, Methylorange wird rosa, Phenolphthalein bleibt farblos.
• Die zweite ist die Wechselwirkung von Säuren mit Basen. Diese Reaktion wird auch Neutralisation genannt. Eine Säure reagiert mit einer Base, es entstehen Salz + Wasser. Zum Beispiel: H2SO4+Ca(OH)2=CaSO4+2 H2O.
• Da fast alle Säuren gut wasserlöslich sind, kann die Neutralisation sowohl mit löslichen als auch mit unlöslichen Basen durchgeführt werden. Eine Ausnahme bildet Kieselsäure, die in Wasser nahezu unlöslich ist. Zur Neutralisierung werden Basen wie KOH oder NaOH benötigt (sie sind wasserlöslich).
• Das dritte ist die Wechselwirkung von Säuren mit basischen Oxiden. Auch hier kommt es zu einer Neutralisationsreaktion. Basische Oxide sind enge „Verwandte“ der Basen, daher ist die Reaktion dieselbe. Wir nutzen diese oxidierenden Eigenschaften von Säuren sehr oft. Zum Beispiel um Rost von Rohren zu entfernen. Die Säure reagiert mit dem Oxid unter Bildung eines löslichen Salzes.
• Viertens - Reaktion mit Metallen. Nicht alle Metalle reagieren gleich gut mit Säuren. Sie werden in aktive (K, Ba, Ca, Na, Mg, Al, Mn, Zn, Cr, Fe, Ni, Sn. Pb) und inaktive (Cu, Hg, Ag, Pt, Au) unterteilt. Es lohnt sich auch, auf die Stärke der Säure (stark, schwach) zu achten. Beispielsweise sind Salz- und Schwefelsäure in der Lage, mit allen inaktiven Metallen zu reagieren, während Zitronen- und Oxalsäure so schwach sind, dass sie selbst mit aktiven Metallen sehr langsam reagieren.
• Fünftens die Reaktion sauerstoffhaltiger Säuren beim Erhitzen. Fast alle Säuren dieser Gruppe zerfallen beim Erhitzen in Sauerstoffoxid und Wasser. Ausnahmen bilden Kohlensäure (H3PO4) und schweflige Säure (H2SO4). Beim Erhitzen zerfallen sie in Wasser und Gas. Daran muss man sich erinnern. Das sind alle grundlegenden Eigenschaften von Säuren.

Dabei handelt es sich um Stoffe, die in Lösungen unter Bildung von Wasserstoffionen dissoziieren.

Säuren werden nach ihrer Stärke, ihrer Basizität und der Anwesenheit oder Abwesenheit von Sauerstoff in der Säure klassifiziert.

Durch StärkeSäuren werden in starke und schwache unterteilt. Die wichtigsten starken Säuren sind Salpetersäure HNO 3, schwefelhaltiges H2SO4 und Salzsäure HCl.

Je nach Anwesenheit von Sauerstoff zwischen sauerstoffhaltigen Säuren unterscheiden ( HNO3, H3PO4 usw.) und sauerstofffreie Säuren ( HCl, H 2 S, HCN usw.).

Durch Basizität, d.h. Entsprechend der Anzahl der Wasserstoffatome in einem Säuremolekül, die durch Metallatome zur Bildung eines Salzes ersetzt werden können, werden Säuren in einbasige Säuren (z. B. HNO 3, HCl), zweibasig (H 2 S, H 2 SO 4), dreibasig (H 3 PO 4) usw.

Die Namen sauerstofffreier Säuren leiten sich vom Namen des Nichtmetalls mit der Endung -Wasserstoff ab: HCl - Salzsäure, H2S e - Hydroselensäure, HCN - Blausäure.

Die Namen sauerstoffhaltiger Säuren werden ebenfalls aus dem russischen Namen des entsprechenden Elements mit dem Zusatz „Säure“ gebildet. In diesem Fall endet der Name der Säure, in der sich das Element in der höchsten Oxidationsstufe befindet, beispielsweise auf „naya“ oder „ova“ H2SO4 - Schwefelsäure, HClO4 - Perchlorsäure, H3AsO4 - Arsensäure. Mit abnehmender Oxidationsstufe des säurebildenden Elements ändern sich die Endungen in der folgenden Reihenfolge: „eiförmig“ ( HClO3 - Perchlorsäure), „fest“ ( HClO2 - chlorige Säure), „eiförmig“ ( HO Cl - hypochlorige Säure). Wenn ein Element Säuren bildet, während es nur in zwei Oxidationsstufen vorliegt, erhält der Name der Säure, die der niedrigsten Oxidationsstufe des Elements entspricht, die Endung „iste“ ( HNO3 - Salpetersäure, HNO2 - Salpetersäure).

Tabelle – Die wichtigsten Säuren und ihre Salze

Säuren gewinnen

1. Sauerstofffreie Säuren können durch direkte Kombination von Nichtmetallen mit Wasserstoff erhalten werden:

H 2 + Cl 2 → 2HCl,

H 2 + S H 2 S.

2. Sauerstoffhaltige Säuren können oft durch direkte Verbindung von Säureoxiden mit Wasser gewonnen werden:

SO 3 + H 2 O = H 2 SO 4,

CO 2 + H 2 O = H 2 CO 3,

P 2 O 5 + H 2 O = 2 HPO 3.

3. Durch Austauschreaktionen zwischen Salzen und anderen Säuren können sowohl sauerstofffreie als auch sauerstoffhaltige Säuren gewonnen werden:

BaBr 2 + H 2 SO 4 = BaSO 4 + 2HBr,

CuSO 4 + H 2 S = H 2 SO 4 + CuS,

CaCO 3 + 2HBr = CaBr 2 + CO 2 + H 2 O.

4. In einigen Fällen können Redoxreaktionen zur Herstellung von Säuren genutzt werden:

H 2 O 2 + SO 2 = H 2 SO 4,

3P + 5HNO3 + 2H2O = 3H3PO4 + 5NO.

Chemische Eigenschaften von Säuren

1. Die charakteristischste chemische Eigenschaft von Säuren ist ihre Fähigkeit, mit Basen (sowie basischen und amphoteren Oxiden) zu Salzen zu reagieren, zum Beispiel:

H 2 SO 4 + 2NaOH = Na 2 SO 4 + 2H 2 O,

2HNO 3 + FeO = Fe(NO 3) 2 + H 2 O,

2 HCl + ZnO = ZnCl 2 + H 2 O.

2. Die Fähigkeit zur Wechselwirkung mit einigen Metallen in der Spannungsreihe bis hin zu Wasserstoff unter Freisetzung von Wasserstoff:

Zn + 2HCl = ZnCl 2 + H 2,

2Al + 6HCl = 2AlCl3 + 3H2.

3. Bei Salzen, wenn ein schwerlösliches Salz oder eine flüchtige Substanz entsteht:

H 2 SO 4 + BaCl 2 = BaSO 4 ↓ + 2HCl,

2HCl + Na 2 CO 3 = 2NaCl + H 2 O + CO 2,

2KHCO 3 + H 2 SO 4 = K 2 SO 4 +2SO 2+ 2H 2 O.

Beachten Sie, dass mehrbasige Säuren schrittweise dissoziieren und die Dissoziationsleichtigkeit bei jedem Schritt abnimmt; daher werden bei mehrbasigen Säuren anstelle mittlerer Salze oft saure Salze gebildet (im Falle eines Überschusses der reagierenden Säure):

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.

4. Ein Sonderfall der Säure-Base-Wechselwirkung ist die Reaktion von Säuren mit Indikatoren, die zu einer Farbänderung führt, die seit langem zum qualitativen Nachweis von Säuren in Lösungen genutzt wird. Lackmus verfärbt sich also in einer sauren Umgebung rot.

5. Beim Erhitzen zerfallen sauerstoffhaltige Säuren in Oxid und Wasser (vorzugsweise in Gegenwart eines wasserentfernenden Mittels). P2O5):

H 2 SO 4 = H 2 O + SO 3,

H 2 SiO 3 = H 2 O + SiO 2.

M.V. Andryukhova, L.N. Borodina