Важнейшие кислоты

Хлористоводородная кислота – HCl

Одной из самых распространенных кислот, используемых в химических лабораториях, является соляная, или хлористо­во­дородная, кислота. Ее получают методом растворения газо­образного хлорида водорода в воде. Хлорид водорода под действием полярных молекул воды распадается на ионы во­до­рода и ионы хлора. Соляная кислота относится к сильным кислотам. Она имеет острый запах. Пары хлорида водорода оказывают вредное действие на органы дыхания.

Соляная кислота играет важную роль в процессах, протекаю­щих в живых организмах. Она входит в состав желудочного сока (ее концентрация составляет приблизительно 0,5%) и участвует в разложении пищевых веществ. Повышенная или пониженная кислотность желудочного сока вызывает рас­стройство пищеварения и ведет к ухудшению здоровья.

Серная кислота – H₂SO₄

Серная кислота – одна из самых сильных кислот. Концентри­рованная серная кислота является сильным окислителем.

Концентрированная серная кислота представляет собой тя­же­лую маслянистую жидкость, которая активно связывает во­ду из воздуха. Поэтому ее нужно хранить в герметичных со­судах. Многие углеродсодержащие соединения под действи­ем серной кислоты обугливаются.

Серная кислота является одной из самых известных и широ­ко применяемых кислот. Она используется как сырье в про­из­водстве химических продуктов (минеральных удобрений, взрывчатых веществ и т. д.). В аккумуляторы заливают отно­сительно высококонцентрированный (30-процентный) рас­твор серной кислоты. Поэтому заправлять аккумулятор надо очень осторожно, не переворачивать его и оберегать от меха­нических повреждений.

Сернистая кислота – H₂SO₃

Сернистая кислота относится к кислородсодержащим кисло­там. Ее получают методом растворения диоксида серы (SO₂) в воде. При этом молекулы воды взаимодействуют с диоксидом серы, и образуется сернистая кислота H₂SO₃.

${\mathrm{SO}}_2 + {\mathrm{H}}_2\mathrm{O} \to {\mathrm{H}}_2{\mathrm{SO}}_3$

И диоксид серы, и сернистая кислота являются токсичными веществами. Сернистая кислота довольно неустойчива и лег­ко (особенно при нагревании) снова разлагается на диоксид серы и воду. Выделяющийся из раствора сернистой кислоты диоксид серы SO₂ придает ей характерный острый запах.

${\mathrm{H}}_2{\mathrm{SO}}_3 \to {\mathrm{SO}}_2 + {\mathrm{H}}_2\mathrm{O}$

Сернистую кислоту часто относят к категории так называе­мых кислот средней силы. Сернистая кислота не принадле­жит к сильным кислотам, но все же намного сильнее, чем, на­пример, уксусная или угольная кислоты. При длительном воз­действии кислорода воздуха на сернистую кислоту проис­хо­дит образование серной кислоты.

$2 {\mathrm{H}}_2{\mathrm{SO}}_3 + {\mathrm{O}}_2 \to 2 {\mathrm{H}}_2{\mathrm{SO}}_4$

Угольная кислота – H₂CO₃

Угольная кислота используется в производстве прохлади­тель­ных напитков. При высоком давлении диоксид углерода (СО₂) довольно хорошо растворяется в воде, образуя при взаи­модействии с молекулами воды угольную кислоту Н₂СО₃:

${\mathrm{CO}}_2 + {\mathrm{H}}_2\mathrm{O} \to {\mathrm{H}}_2{\mathrm{CO}}_3$

Угольная кислота придает прохладительным напиткам кис­ло­ватый вкус. При открывании бутылки лимонада с шипени­ем выделяется углекислый газ, потому что угольная кислота – соединение неустойчивое и легко разлагается на диоксид углерода и воду:

${\mathrm{H}}_2{\mathrm{CO}}_3 \to {\mathrm{CO}}_2 + {\mathrm{H}}_2\mathrm{O}$

Угольная кислота является очень слабой кислотой. В рас­тво­ре разлагается на ионы только небольшая часть ее моле­кул. При этом происходит образование одного иона водоро­да:

${\mathrm{H}}_2{\mathrm{CO}}_3 \to {\mathrm{H}}^{+} + {\mathrm{HCO}}_3^{-}$

Органические кислоты

В повседневной жизни мы чаще всего сталкиваемся с кисло­тами, состоящими из сложных углеродсодержащих молекул, так называемыми органическими кислотами (молочная кис­лота, лимонная кислота и др.). Одной из самых известных органических кислот является уксусная кислота (CH₃COOH). Эти кислоты также обладают характерными свойствами кис­лот. В водных растворах часть их молекул распадается на ионы – ионы водорода и анионы кислоты. Например при растворении уксусной кислоты в воде образуются следующие ионы:

$\underset{\mathrm{молекула} \mathrm{кислоты}}{{\mathrm{CH}}_3\mathrm{COOH}} \to \underset{\mathrm{ионы} \mathrm{в} \mathrm{растворе}}{{\mathrm{CH}}_3{\mathrm{COO}}^{–} + {\mathrm{H}}^{+}}$

Дождевая вода всегда немного кислая, так как содержащийся в воздухе диоксид углерода, растворяясь в воде, образует уголь­ную кислоту. Но поскольку угольной кислоты в дожде­вой воде совсем мало, а сама она очень слабая, мы обычно не замечаем кислотности дождевой воды.

Но порой в результате производственной деятельности чело­века в атмосферу попадает много оксидов, соответствующих сильным кислотам. При растворении в дождевой воде эти ок­сиды образуют кислые растворы. Некоторые виды топлива (горючий сланец, каменный уголь, нефть и др.) содержат в небольшом количестве серу. При их сгорании в воздух выде­ляется диоксид серы SO₂, который участвует в образова­нии кислотных осадков. Оксиды азота NO и NO₂ образуются в воздухе во время грозы и тоже являются причиной кислот­ных дождей. Эти оксиды содержатся и в отработанных газах промышленных предприятий, и в выхлопных газах автомо­би­лей.

Кислотные дожди оказывают губительное влияние на приро­ду. Особо чувствительны к кислотам хвойные деревья. Под дей­стви­ем кислых осадков происходит постепенное разруше­ние металлических конструкций, строений, скульптур и т. д. Многие материалы, в том числе известняк и мрамор, при дли­тельном воздействии кислотных дождей разрушаются.