Кислоты

Определение кислот с точки зрения теории электролитической диссоциации было дано С. Аррениусом (см. § 6). Дальнейшее развитие химии потребовало уточнить и дополнить определения кислот и оснований.

Согласно протонной теории кислот и оснований, предложенной И. Бренстедом, кислотой называют вещество, отщепляющее при данной реакции протоны, а основанием — вещество, способное принимать протоны. Любая реакция отщепления протона выражается уравнением

На базе таких представлений понятными становятся основные свойства аммиака, который за счет неподеленной пары электронов атома азота эффективно принимает протон при взаимодействии с кислотами, образуя за счет донорно-акцепторной связи (см. § 3) ион аммония:

кислота основание кислота основание

Возможно и еще более общее определение кислот и оснований. Г. Льюис предположил, что кислотно-основные взаимодействия совсем необязательно происходят с переносом протона. В определении кислот и оснований по Льюису основная роль отводится участию электронных пар в химическом взаимодействии.

Катионы, анионы или нейтральные молекулы, способные принять одну или несколько пар электронов, называют кислотами Льюиса.

Так, например, фторид алюминия — кислота, способная принимать электронную пару при взаимодействии с аммиаком:

Катионы, анионы или нейтральные молекулы, способные отдавать электронные пары, называют основаниями Льюиса. В только что рассмотренном примере аммиак является основанием.

Определение Г. Льюиса охватывает все кислотно-основные процессы, рассмотренные ранее предложенными теориями. В табл. 8.1 сопоставлены различные определения кислот и оснований, используемые в настоящее время при решении физико-химических задач.

Таблица 8.1. Сопоставление определений кислот и оснований

Номенклатура кислот.

Поскольку существуют различные определения кислот, то их классификация, а значит и номенклатура, довольно условны. Обычно названия кислородных кислот производятся от названия неметалла с прибавлением окончаний -ная, -вая, если степень окисления неметалла равна номеру группы. По мере понижения степени окисления суффиксы меняются в следующем порядке: -оватая, -истая, -оватистая:

Получение кислот.

Бескислородные кислоты могут быть получены при непосредственном соединении неметаллов с водородом:

Кислородсодержащие кислоты нередко могут быть получены при взаимодействии кислотных оксидов с водой (см. выше).

Как бескислородные, так и кислородсодержащие кислоты можно получить по реакциям обмена между солями и другими кислотами:

Химические свойства кислот

Можно разделить на две группы: общие для всех кислот реакции, связанные с наличием в их растворах иона (иона гидроксония ), и специфические, т.е. характерные для конкретных кислот.

Ион водорода может, с одной стороны, вступать в окислительно-восстановительные реакции, восстанавливаясь до водорода, а с другой стороны, вступать в реакции соединения с отрицательно заряженными или нейтральными частицами, имеющими неподеленные пары электронов (кислотно-основное взаимодействие).

К первому типу превращений кислот относятся реакции кислот с металлами, стоящими в ряду напряжений до водорода, например:

К кислотно-основному типу относятся реакции с основными оксидами и основаниями (см. выше).

Специфические свойства кислот связаны, в первую очередь, с окислительно-восстановительными реакциями. Бескислородные кислоты в водном растворе могут только окисляться:

Кислородсодержащие кислоты могут окисляться только, когда центральный атом в них находится в промежуточной степени окисления, как, например, в сернистой кислоте:

Многие кислородсодержащие кислоты, в которых центральный атом имеет максимальную степень окисления проявляют свойства сильных окислителей является сильным окислителем только при высокой концентрации):