Урок 8 "Кислоты". Часть первая

Статья специально для @sci-populi, для Биржи Тем @dobryj.kit.

Всем привет, сегодня немного теории. Теории о кислотах (не только же опыты показывать). Её я разделю на два урока, в которых расскажу о четырёх кислотах, которые я использую чаще всего. Это серная (Н2SO4), соляная (HCl), уксусная (CH3COOH) и азотная (HNO3). Чтобы начать разговор о чём-либо (даже о кислотах), необходимо дать конкретное определение объекту, о котором пойдёт речь .

Кислоты - сложные вещества, которые состоят из атомов водорода и кислотных остатков.
Вполне краткое и понятное определение, поэтому приступим (допустим, прим. ред.).

Серная кислота (H2SO4)

Общие сведения

Серная кислота (H2SO4) — сильная двухосновная кислота.
В лабораторных условиях выглядит, как растительное масло, но если такое масло попадёт на кожный покров - оставит ожог, какой бы оставила раскалённая сковорда, поэтому при работе с ней необходимы перчатки.

Получение серной кислоты

C XIV века серную кислоту получали «камерным» методом. Сущность метода заключалась в том, что происходила реакция горения серы (2S) и калийной селитры (2KNO3). Процесс происходил в камерах, стенки которых были покрыты свинцовыми пластинами.
Продуктами горения такой реакции были оксид азота (NO2) (NO), сульфат калия (K2SO4) и оксид серы (SO3). SO3, в свою очередь, поглощался водой, которая тоже была в камере, но концентрацию такой кислоты приходилось увеличивать c помощью SO3.

2KNO3+2S+2O2 >K2SO4+SO3+NO2+NO
SO3+H2O>H2SO4

Прошу прощения у своих читателей за то, что не смог иллюстрировать текст, потому что вменяемых изображений связанных с "камерным" методом производства серной кислоты в интернете нет. Если получится найти у вас оставьте их в комментариях. Буду признателен.

Сегодня в промышленном производстве серной кислоты используют два метода, и оба они основаны на окислении диоксида серы:

Контактный (использование твердых катализаторов);
Нитрозный (используют оксиды азота).

Применение
Несмотря на свою опасную природу, H2SO4 используется:

В производстве минеральных удобрений;
Разбавленная серная кислота используется в качестве электролита в свинцовых аккумуляторах;
В промышленном органическом синтезе;
В пищевых продуктах как регулятор кислотности, снижая pH продукта
(более известна как пищевая добавка Е513 {вот вам и миф об Ешках, прим. ред}).

Личный опыт

Из личного опыта могу сказать, что на холоде в концентрированной серной кислоте реакции не протекают. Пришёл я к такому выводу год назад, когда подменял @ksantoprotein на кружке физико-химической биологии для школьников. Им я показывал опыты и на их примере объяснял теорию. Один из запланированных опытов был связан с H2SO4, где кислота выступала катализатором. Опыт необходимо было проводить на улице. Реакция не пошла, потому что было холодно.

Соляная кислота (HCl)

Общие сведения

Соляная кислота (она же хлороводородная) — раствор хлороводорода в воде. Сильная одноосновная кислота. Жидкость желтоватого цвета. "Дымится" на воздухе. Очень летучая кислота.

Получение соляной кислоты

Соляную кислоту можно получить, как было написано выше, растворив газообразный хлороводород в воде. Хлороводород, в свою очередь, получают при сжигании водорода в хлоре:
Н2 + Cl2 > 2HCl
Соляную кислоту, которую синтезируют таким способом (сжиганием водорода), называют чистой, так как она содержит меньше примесей.
Также возможно получение HCl путём гидролиза:
а) хлорида алюминия
AlCl3 ⋅ 6H2O > Al(OH)3 + 3HCl + 3H2O
б) хлорида магния
MgCl2 ⋅ 6H2O > MgO + 2HCl + 5H2O

Применение

В пищевой промышленности как регулятор кислотности продуктов
(пищевая добавки Е507);
В металлургии (для очистки металла перед паянием)
В быту (в составе чистящих средств)
Отсылаю вас к посту @ksantoprotein Атака на реке Ипр
В медицине (в случае снижения концентрации HCl назначают прием лекарственных препаратов на её основе).

Личный опыт

НИКОГДА не открывайте баночку с HCl в помещении без вытяжки. Либо проводите опыты с этой кислотой на улице, потому что я искренне не желаю вам нечаянно вдохнуть пары этого химического соединения.

На сегодня это всё. До встречи!

над текстом работала команда @sci-populi.
редактура, @ksantoprotein
вычитка, студент-волонтер @nivanger (3 работы, 0% GBG)