Кислоты

В повседневной жизни мы сталкиваемся с различными кис­ло­тами. Уксусная кислота придает пище особый вкус и не­за­менима в приготовлении маринованных продуктов. Ли­мон­ную кислоту добавляют в напитки, а также используют как компонент порошка для выпечки (вместе с пищевой со­дой). Молочная кислота образуется при скисании молока под действием молочнокислых бактерий и содержится во мно­гих продуктах, например, в квашеной капусте и соленых огурцах. Фрукты, ягоды, листья и стебли растений также со­держат различные кислоты: лимонную кислоту (лимоны, апельсины и другие фрукты), яблочную кислоту (яблоки и груши), щавелевую кислоту (ревень, щавель) и т. д.

Характерным свойством кислот является их кислый вкус. Этим свойством и объясняется их название.

Как же определить, является ли раствор кислым? Ведь прави­ла техники безопасности при работе в химической лаборато­рии категорически запрещают пробовать вещества на вкус – они могут быть опасны для здоровья.

Для определения кислот в химической лаборатории исполь­зуют специальные вещества, которые под действием кислот изменяют свой цвет. Такие вещества называются индикато­рами (от лат. indicator – указатель). Одним из самых извест­ных индикаторов является лакмусовый раствор (или про­питанная им полоска фильтровальной бумаги – лакмусовая бумажка). Лиловый или синий лакмусовый раствор под дей­ствием кислоты становится красным. В качестве индикатора можно использовать и некоторые красящие вещества расти­тель­ного происхождения. Например, сок красной капусты или черники в кислом растворе также окрашивается в крас­ный цвет.

Общие свойства кислот обусловлены сходством их состава. Рассмотрим составы некоторых известных кислот.

Соляная, или хлористоводородная, кислота – HCl
Азотная кислота – HNO₃​
Серная кислота – H₂SO₄
​Сернистая кислота – H₂SO₃
Угольная кислота – H₂CO₃
​​Фосфорная кислота – H₃PO₄​

Таким образом, в молекуле любой кислоты присутствует не менее одного атома водорода. Одни кислоты включают атомы кислорода и называются кислородсодержащими (например, серная, угольная кислоты), другие не содержат его и называются бескислородными (например, HCl и H₂S).

Характерные свойства кислот обусловлены их способностью разлагаться под действием воды на ионы – положительно за­ряженные катионы и отрицательно заряженные анионы. Рас­творы всех кислот в качестве катиона содержат ион водоро­да Н⁺ и отличаются друг от друга видом аниона.

В растворе соляной кислоты молекулы хлорида водорода рас­па­даются на ионы водорода и хлорид-ионы:

$\mathrm{HCl} \to {\mathbf{H}}^{\mathbf{+}} + {\mathrm{Cl}}^{-}$

В растворах кислородсодержащих кислот содержатся анио­ны, состоящие из нескольких атомов. Например, в растворе азотной кислоты в качестве анионов выступают ионы NO₃^–:

${\mathrm{HNO}}_3 \to {\mathbf{H}}^{\mathbf{+}} + {\mathrm{NO}}_3^{-}$

Заряд аниона кислоты можно определить по коли­чес­тву атомов водорода в ее молекуле:

серная кислота – H₂SO₄, анион – SO₄^2–

​угольная кислота – H₂CO₃, анион – CO₃^2–​​
​фосфорная кислота – H₃PO₄, анион – PO₄^3– 

Сила кислоты зависит от того, сколько в ее растворе ионов во­дорода, то есть в какой степени молекулы кислоты способ­ны распадаться на ионы. По этому признаку кислоты разде­ля­ют на слабые и сильные.

В растворах сильных кислот все молекулы распадаются на ионы. В водных растворах таких кислот вообще не содер­жит­ся молекул. Они химически очень активны и обладают сильными разъедающими свойствами.

В растворе слабых кислот на ионы распадается только часть молекул. В таких растворах присутствуют как ионы, так и молекулы кислоты. Чем меньше молекул кислоты распа­дается на ионы, тем слабее кислота. К слабым кислотам отно­сятся угольная и уксусная кислоты, а также кислоты, со­держащиеся в ягодах и фруктах: лимонная, яблочная и др. Хо­тя у слабых кислот кислотные свойства выражены не очень сильно, их концентрированные растворы могут обладать разъе­дающим действием. Поэтому при приготовлении пищи или в лабораторных опытах следует соблюдать осторожность при обращении даже с имеющимся в продаже 30-про­цент­­­ным рас­твором уксусной кислоты.

Кислоты – химически активные вещества, при работе с кото­рыми необходимо проявлять особую осторожность и следить за тем, чтобы капли кислоты не попали на руки, одежду или на рабочий стол.

Самыми опасными являются сильные кислоты, из кото­рых самые известные: серная кислота H₂SO₄, азотная кислота НNO₃ и соляная кислота HCl. При попадании на кожу они могут вызвать ожоги, а в одежде и других ма­те­риа­лах разъесть дыры.

При работе с концентрированными растворами сильных кислот в случае необходимости нужно применять защитные средства: резиновые перчатки, защитный экран и т. д.

Если кислота все же попала на кожу или на одежду, это место нужно сразу промыть большим количеством воды. При силь­ном поражении после промывания водой необходимо об­ра­ботать это место раствором пищевой соды (NaHCO₃) и затем снова промыть водой. Пищевая сода нейтрализует кислоту и уменьшает ее вредное воздействие.

Разбавляя водой сильные кислоты, особенно серную, надо добавлять кислоту в воду, а не воду в кислоту. (При добавлении воды к концентрированному раствору кислоты вода вскипает и кислота разбрызгивается.)