Читать онлайн «Общая химия». Страница 10

Наиболее характерное химическое свойство кислот — их способность реагировать с основаниями (а также с основными и амфотерными оксидами) с образованием солей, например:

H2SO4 + 2Na2OH = Na2SO4 + 2H2O

2HNO3 + FeO = Fe(NO3)2 + H2O

2HCl + ZnO = ZnCl2 + H2O

Кислоты классифицируют по их силе, по основности и по наличию или отсутствию кислорода в составе кислоты. По силе кислоты делятся на сильные и слабые (§ 84). Важнейшие сильные кислоты — азотная HNO3, серная H2SO4 и соляная HCl. По наличию кислорода различают кислородсодержащие кислоты (HNO3, H3PO4 и т.п.) и бескислородные кислоты (HCl, H2S,  HCN и т.п. )

- 40 -

По основности, т.е. по числу атомов водорода в молекуле кислоты, способных замещаться атомами металла с образованием соли, кислоты подразделяют на одноосновные ( например, HCl, HNO3), двухосновные (H2S, H2SO4), трехосновные (H3PO4) и т.д.

Названия бескислородных кислот составляют, добавляя к корню русского названия кислотообразующего элемента (или к названию группы атомов, например CN — циан) суффикс о и окончание водород:  HCl — хлороводород, H2Se — селеноводород,  HCN — циановодород.

Названия кислородсодержащих кислот также образуются от русского названия соответствующего элемента с добавлением слова «кислота». При этом название кислоты, в которой элемент находится в высшей степени окисленности, оканчивается на ная или овая; например, H2SO4 — серная кислота, HClO4 — хлорная кислота, H3AsO4 — мышьяковая кислота. С понижением степени окисленности кислотообразующего элемента окончания изменяются в следующей последовательности: оватая (HClO3 — хлорноватая кислота), истая (PClO2 — хлористая кислота), оватистая (HOCl — хлорноватистая кислота). Если элемент образует кислоты, находясь только в двух степенях окисленности, то название кислоты, отвечающее низшей степени окисленности элемента, получает окончание истая ( HNO3  - азотная кислота, HNO2 — азотистая кислота).

Одному и тому же кислотному оксиду (например, P2O5) могут соответствовать несколько кислот, содержащих по одному атому данного элемента в молекуле (например HPO3 и H3PO4). В подобных случаях к названию кислоты, содержащей наименьшее число атомов кислорода, добавляется приставка  мета, а к названию кислоты, содержащей наибольшее число атомов кислорода — приставка орто (HPO3 - мета фосфорная кислота, H3PO4 — ортофосфорная кислота). Если же молекула кислоты содержит несколько атомов кислотообразующего элемента, то название кислоты снабжается соответствующей русской числительной приставкой; например, H4P2O7 — двуфосфорная кислота, H2B4O7 — четырехборная кислота.

Некоторые кислоты содержат в своем составе группировку атомов —O—O— . Такие кислоты рассматриваются как производные пероксида водорода и называются преоксокислотами ( старое название — надкислоты). Названия подобных кислот снабжаются приставкой пероксо и, если необходимо, русской числительной приставкой, указывающей число атомов кислотообразующего элемента в молекуле кислоты; например H2SO5 — пероксосерная кислота, H2S2O8 — пероксодвусерная кислота.

Основаниями с позиций теории электролитической диссоциации являются вещества, диссоциирующие в растворах с образованием гидроксид-ионов, т.е. основные гидроксиды.

Наиболее характерное химическое свойство оснований — их способность взаимодействовать с кислотами (а также с кислотными и амфотерными оксидами) с образованием солей, например:

KOH + HCl = KCl + H2O

Ca(OH)2 + CO2 = CaCO3 + H2O

2NaOH + ZnO = Na2ZnO2 + H2O

- 41 -

С позиций протонной теории кислот и оснований (§ 87) к основаниям относятся вещества, способные присоединять ионы водорода, т.е. быть акцепторами протонов. С этой точки зрения к основаниям относится, например, аммиак, который, присоединяя протон, образует аммоний-ион NH4+. Подобно основным гидроксидам аммиак взаимодействует с кислотами, образуя соли, например:

2NH3 + H2SO4 = (NH4)2SO4

В зависимости от числа протонов, которые может присоединить основание, различают однокислотные основания (LiOH, KOH, NH3 и т.п.), двукислотные [Ba(OH)2, Fe(OH)2] и т.д. По силе основания делятся на сильные и слабые (§ 84); к сильным основаниям относятся все щелочи.

К солям относятся вещества, диссоциирующие в растворах с образованием положительно заряженных ионов, отличных от ионов водорода, и отрицательно заряженных ионов, отличных от гидроксид-ионов. Соли можно рассматривать как продукты замещения атомов водорода в кислоте атомами металлов (или группами атомов, например, группой атомов NH4) или как продукты замещения гидроксогрупп в основном гидроксиде кислотными остатками. При полном замещении получаются средние (или нормальные) соли. При неполном замещении водорода кислоты получаются кислые соли, при неполном замещении гидроксогрупп основания — основные соли. Ясно, что кислые соли могут быть образованы только кислотами, основность которых равна двум или больше, а основные соли — гидроксидами, содержащими не менее двух гидроксогрупп.

Примеры образования солей:

Ca(OH)2 + H2SO4 = CaSO4 + 2H2O

CaSO4  (сульфат кальция) — нормальная соль;

KOH + H2SO4 = KHSO4 + H2O

KHSO4 (гидросульфат калия) — кислая соль;

Mg(OH)2 + HCl = Mg(OH)Cl + H2O

Mg(OH)Cl (хлорид гидроксомагния) — основная соль.

Соли, образованные двумя металлами и одной кислотой, называются двойными солями; соли, образованные одним металлом и двумя кислотами, смешанными солями. Примером двойной соли может служить сульфат калия-алюминия (алюмокалиевые квасцы) KAl(SO4)2 ·12H2O. К смешанным солям относится, например, хлорид-гипохлорит кальция CaCl(OCl) (или CaOCl2) — кальциевая соль соляной (HCl) и хлорноватистой (HOCl) кислот.

Согласно современным номенклатурным правилам, названия солей образуются из названия аниона в именительном падеже и названия катиона в родительном падеже. Название аниона состоит из корня латинского наименования кислотообразующего элемента, окончания и, если необходимо, приставки (см. ниже).

- 42 -

Для названия катиона используется русское наименование соответствующего металла или группы атомов; при этом, если необходимо, указывают (в скобках римскими цифрами) степень окисленности металла.

Анионы бескислородных кислот называются по общему ля бинарных соединений правилу, т.е. получают окончание ид. Так, NH4F — фторид аммония, SnS — сульфид олова(II), NaCN — цианид натрия. Окончания названий кислородсодержащих кислот зависят от степени окисленности кислотообразующего элемента. Для высшей его степени окисленности («...ная» или «...овая» кислота) применяется окончание ат; например, соли азотной кислоты HNO3 называются нитратами, серной кислоты H2SO4 — сульфатами, хромовой кислоты H2CrO4 — хроматами. Для более низкой степени окисленности («...истая» кислота) применяется окончание ит; так, соли азотной кислоты HNO2 называются нитритами, серной кислоты H2SO4 — сульфитами. Если элемент образует кислоты, находясь в еще более низкой степени окисленности («...оватистая» кислота), то название аниона этой кислоты получает приставку гипо и окончание ит; например, соли хлорноватистой кислоты HOCl называются гипохлоритами.

К названиям анионов кислот, содержащих несколько атомов кислотобразующего элемента, добавляются греческие числительные приставки, указывающие число этих атомов. Так, соли двусерной кислоты H2S2O7 называются дисульфатами, четырехборной кислоты H2B4O7 — тетраборатами.

Названия анионов пероксокислот образуют с помощью приставки пероксо; соли пероксосерной кислоты  H2SO5 — пероксосульфамы, соли пероксодвусерной кислоты  H2S2O8 — пероксодисульфаты — и т.д.

Названия кислых и основных солей образуются по тем же общим правилам, что и названия средних солей. При этом название аниона кислой соли снабжают приставкой гидро, указывающей на наличие незамещенных атомов водорода; если таких атомов два или больше, то их число указывают греческими числительными приставками. Так, Na2HPO4 — гидрофосфат натрия, NaH2PO4  дигидроортофосфат натрия. Аналогично катион основной соли получает приставку гидрокосо, указывающую на наличие незамещенных гидроксогрупп. Например, Al(OH)Cl2 — хлорид гидроксоалюминия, Al(OH)2Cl — хлорид дигидроксоалюминия.