Happelised oksiidid, mis reageerivad veega, annavad happe.
Happeline oksiid + vesi → hape
Nii võib saada väävelhapet, väävlishapet, lämmastikhapet, fosforhapet ja süsihapet. Kui põletada korgiga tihedalt suletud kolvis väävlit, tekib teravalõhnaline vääveldioksiid (SO2). Happelise oksiidina reageerib vääveldioksiid kergesti veega, moodustades väävlishappe:
Happe tekkimise üle saab otsustada lakmuselahuse värvuse muutumise järgi. Analoogiliselt tekib ka nõrk süsihape:
Vääveltrioksiidi reageerimisel veega saame väävelhappe:
Kirjeldatud reaktsioonivõrrandil põhineb väävelhappe tööstuslik tootmine.
Kõik happelised oksiidid ei reageeri veega. Ränihappele (H4SiO4) vastav oksiid SiO2 on liiva põhiline koostisosa. Et aga liiv veega ei reageeri, siis ränihapet ränidioksiidist sel teel valmistada ei saa.
Hapete teke looduses
Hoolimata puhastusseadmete olemasolust, satub väävelhappetööstusest ikkagi õhku vääveldioksiidi. Igasuguse kütuse põlemisel paisatakse õhku tohutud kogused süsinikdioksiidi. Kui kütus sisaldab lisandeid, läheb õhku veel nii vääveldioksiidi kui ka lämmastikdioksiidi. Suures koguses sisaldavad mitmesuguseid oksiide ka autode heitgaasid. Kõik need on happelised oksiidid, mis õhuniiskuse ja vihmaveega reageerides moodustavad happeid. Sademetena maapinnale langedes on vihmavesi muutunud niivõrd happeliseks, et seda tuntakse happevihmana. Kui happevihma pH ületab taimede ja loomade taluvuspiiri, on tegemist korvamatu kahjuga meie planeedi loodusele. Erilisse ohtu satuvad seejuures veekogude elanikud.
Hapete omadused
Hapete ühised omadused on tingitud nende sarnasest keemilisest koostisest. Nii on kõik vees lahustuvad happed hapu maitsega ning muudavad ühtemoodi ka indikaatorite värvust. Olekult on happed nii vedelad (soolhape, väävelhape ja lämmastikhape) kui ka tahked (fosforhape, boorhape ja sidrunhape) ained. NB! Happeid ega nende lahuseid maitsta ei tohi!
Happed on söövitava toimega. Eriti ohtlikud on tugevad happed. Nii söövitab kange (kontsentreeritud) väävelhape puitu, riiet, paberit, suhkrut jt aineid ning materjale. Tekkinud must värvus viitab söövitatud ainete süsinikusisaldusele. Suhkru söestumisel väävelhappes eraldub rohkesti ka süsihappegaasi, mistõttu reaktsioonisegu paisub kiiresti, ulatudes üle keeduklaasi ääre.
Ettevaatust – happed on söövitava toimega!
Üks hapete tähtsamaid omadusi on nende võime reageerida metallidega. Mõned metallid on nii passiivsed, et ei suuda lahjendatud hapetega reageerida. Aktiivsuse kahanemise järgi paigutatakse kõik metallid ritta, mida nimetatakse metallide pingereaks.
Hapete lahjendamisel tuleb jälgida ohutusnõudeid. Vältimaks hapete väljapritsimist, valatakse hapet alati peene joana vette, mitte vastupidi. Veest raskem hape vajub põhja ja seguneb veega, moodustades lahjendatud happe. Arvestagem, et hapete lahjendamisel eraldub ka palju soojust, mistõttu lahus muutub ohtlikult kuumaks. Seetõttu tuleb hapet vette valada vaid väikeste koguste kaupa.
Metallide pingerida
Aktiivsemad metallid asuvad metallide pingereas vesinikust vasakul, väheaktiivsed paremal. Kõik metallide pingereas vesinikust vasakul asuvad metallid reageerivad lahjendatud hapetega, eraldades vesinikku.
Näiteks tsingi ja lahjendatud väävelhappe vahelisel reaktsioonil asendab tsink happes vesinikioonid, kusjuures vesinik eraldub reaktsiooni ühe saadusena gaasina. Reaktsioonivõrrandis tähistatakse seda üles suunatud noolega.
Keemilist reaktsiooni, mille käigus liht- ja liitainest tekivad uus liht- ja liitaine, nimetatakse asendusreaktsiooniks.
Laboris kasutatakse tsingi reaktsiooni lahjendatud hapetega tavaliselt vesiniku saamiseks (vt 2.1 „Vesiniku saamine laboris ja tööstuses”).
Ka raud asub metallide pingereas vesinikust vasakul. Reageerides lahjendatud vesinikkloriid- ehk soolhappega, asendab raud selles samuti vesinikioonid. Üheks reaktsioonisaaduseks on jälle vesinik.
Metallide pingereas vesinikust paremal paiknevad metallid lahjendatud hapetega ei reageeri. Näiteks ei toimu reaktsiooni vase ja lahjendatud soolhappe vahel:
Erandlikult käitub metallide suhtes lämmastikhape. Tema reageerimisel metallidega ei eraldu vesinikku. Kui valame vaselaastudele kontsentreeritud (kanget) lämmastikhapet, eraldub pruunika värvusega mürgine gaas lämmastikdioksiid NO2. Tekkinud vasesoola tõttu muutub lahus roheliseks.
Oksüdatsiooniastmete muutumine
Metalli ja happe vahelised reaktsioonid on asendusreaktsioonid. Et lihtaine oksüdatsiooniaste on alati 0, siis toimub asendusreaktsiooni käigus ka oksüdatsiooniastmete väärtuste muutumine. Vaatleme seda eespool käsitletud tsingi ja lahjendatud väävelhappe vahelise reaktsiooni näitel.
Tsink on ise redutseerija ja antud reaktsioonil ta oksüdeerub, sest tema oksüdatsiooniaste kasvab. Vesinikioonid oksüdeerijana aga redutseeruvad, sest nende oksüdatsiooniaste kahaneb.
Analoogiline on olukord ka raua ja lahjendatud vesinikkloriidhappe vahelisel reaktsioonil.
Metalli ja happe vahelisel reaktsioonil on metall alati redutseerija, mis happe toimel oksüdeerub. Vesinikioonid seevastu on oksüdeerijad, mis reaktsiooni tulemusena redutseeruvad. Metallide pingerida kehtib vaid asendusreaktsioonide korral.
- Zn
- K
- Ag
- Cu
- Ni
- Al
- Pt
