Онлайн калькуляторы

На нашем сайте собрано более 100 бесплатных онлайн калькуляторов по математике, геометрии и физике.

Справочник

Основные формулы, таблицы и теоремы для учащихся. Все что нужно, чтобы сделать домашнее задание!

Заказать решение

Не можете решить контрольную?!
Мы поможем! Более 20 000 авторов выполнят вашу работу от 100 руб!

Кислоты органические и неорганические

ОПРЕДЕЛЕНИЕ
Кислоты – электролиты, при диссоциации которых из положительных ионов образуются только ионы H+:

HNO3 ↔ H+ + NO3

CH3COOH↔ H+ +CH3COO

Классификация кислот

Кислоты прежде всего классифицируют на неорганические и органические (карбоновые). Слабые кислотные свойства проявляют такие органические соединения как спирты и фенолы. Неорганические и карбоновые кислоты, в свою очередь, имеют свои собственные классификации. Так, все неорганические кислоты можно классифицировать:

  • по числу атомов водорода, способных к отщеплению в водном растворе (одноосновные –HCl, HNO2, двухосновные –H2SO4, H2SiO3, трехосновные –H3PO4)
  • по составу кислоты (бескислородсодержащие – HI, HF, H2S и кислородсодержащие – HNO3, H2CO3)

Карбоновые кислоты классифицируют:

  • по числу карбоксильных групп (одноосновные – HCOOH, CH3COOH и двухосновные –H2C2O4)

Физические свойства кислот

При н.у. большинство неорганических кислот существуют в жидком состоянии, некоторые – в твёрдом состоянии (H3PO4, H3BO3).

Органические кислоты с числом атомов углерода до 3 представляют собой легкоподвижные бесцветные жидкости с характерным резким запахом; кислоты с 4-9 атомами углерода — маслянистые жидкости с неприятным запахом, а кислоты с большим количеством атомов углерода— твёрдые вещества, нерастворимые в воде.

Строение карбоксильной группы

ОПРЕДЕЛЕНИЕ
Карбоксильная группа — -COOH состоит из карбонильной группы — > С=O и гидроксильной группы –OH, которые оказывают взаимное влияние друг на друга. Неподеленная пара электронов атома кислорода в гидроксид-ионе смещена в сторону атома углерода карбонильной группы, что ослабляет связь –ОН и обусловливает наличие кислотных свойств (рис 1).
Строение карбоксильной группы кислот

Рис. 1 Строение карбоксильной группы

Получение кислот

Неорганические и органические кислоты получают разными способами. Так, неорганические кислоты можно получить:

  • по реакции кислотных оксидов с водой

    SO3 + H2O = H2SO4

  • по реакции соединения неметаллов с водородом

    H2 + S ↔ H2S

  • по реакции обмена между солями и другими кислотами

    K2SiO3 + 2HCl → H2SiO3↓ + 2KCl

Органические кислоты получают путем:

  • окисления альдегидов и первичных спиртов (в качестве окислителей выступают KMnO4 и K2Cr2O7)

    R – CH2 –OH → R –C(O)H → R-COOH,

    где R – углеводородный радикал.

Химические свойства кислот

К общим химическим свойствам и органических и неорганических кислот относят:

— способность изменять окраску индикаторов, например, лакмус при попадании в раствор кислоты приобретает красную окраску (это обусловлено диссоциацией кислот);

— взаимодействие с активными металлами

2RCOOH + Mg = (RCOO)2Mg + H2

Fe + H2SO4(рр) = FeSO4 + H2

— взаимодействие с основными и амфотерными оксидами

2RCOOH + CaO = (RCOO)2Ca + H2O

6RCOOH + Al2O3 = 2(RCOO)3Al + 3H2O

2HCl + FeO = FeCl2 + H2O

6HNO3 + Al2O3 = 2Al(NO3)3 + 3H2O

— взаимодействие с основаниями

RCOOH + NaOH = RCOONa + H2O

H2SO4 + 2NaOH = Na2SO4 + H2O

— взаимодействие с солями слабых кислот

RCOOH + NaHCO3 = RCOONa + H2O + CO2

CH3COONa + HCl = CH3COOH + NaCl

Специфические свойства неорганических кислот

К специфическим свойствам неорганических кислот относят окислительно-восстановительные реакции, связанные со свойствами анионов кислот:

H2SO3 + Cl2 + H2O = H2SO4 + 2HCl

Pb + 4HNO3(конц) = Pb(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O

Специфические свойства органических кислот

К специфическим свойствам органических кислот относят образование функциональных производных путем замещения гидроксильной группы (1, 2, 3, 4), а также галогенирование (5), восстановление (6) и декарбоксилирование (7).

R –C(O)-OH + PCl5 = R –C(O)-Cl (хлорангидрид) + POCl3 + HCl (1)

R –C(O)-OH + H-O-C(O)-R = R – C(O) – O – C(O) – R (ангидрид) (2)

CH3COOH + CH3-CH2-OH = CH3-C(O)-O-C2H5 (этилацетат (сложный эфир)) + H2O (3)

CH3COOH + СH3 –NH2 = CH3-C(O)-NH-CH3 (амид) + H2O (4)

CH3 –CH2-COOH + Br2 = CH3 – CHBr –COOH + HBr (катализатор – Pкр) (5)

R-COOH + LiAlH4 (водный раствор, подкисленный HCl) = R-CH2-OH +AlCl3 + LiCl (6)

CH2=CH-CH2-COOH = CO2↑ + CH2=CH-CH3 (7)

Примеры решения задач

ПРИМЕР 1
Задание Напишите уравнения реакций по следующей схеме:
Решение 1) ЗС2Н5ОН + 4Na2CrO4 + 7NaOH + 4H2O = 3CH3COONa + 4Na3[Cr(OH)6]

2) СН3СООС2Н5 + NaOH = CH3COONa + С2Н5ОН

3) 5С2Н5ОН + 4KMnO4 + 6H2SO4 = 5СН3СООН + 2K2SO4 +4MnSO4 + 11H2O

4) CH3COONa + C2H5I = СН3СООС2Н5 + Nal

5) CH3COONa + HCl = СН3СООН + NaCl

6) СН3СООН + С2Н5ОН \rightleftharpoons СН3СООС2Н5 + Н2О (Воздействие H2SO4)

ПРИМЕР 2
Задание Определите массу пирита (FeS2), необходимую для получения такого количества SO3, чтобы при растворении последнего в растворе серной кислоты с массовой долей 91 % массой 500 г получить олеум с массовой долей 12,5 %.
Решение Запишем уравнения реакций:

1) 4FeS2+11O2 = 2Fe2O3+8SO2

2) 2SO2+O2 = 2SO3

3) SO3+H2O = H2SO4

Найдем молярные массы веществ, необходимых для дальнейших расчетов:

M(H2O) = 18 г/моль; M(SO3) = 80 г/моль; M(H2SO4) = 98 г/моль; M(FeS2) = 120 г/моль

Масса воды в 100 г раствора серной кислоты (ω = 91 %) составит:

100 — 91 = 9,0 г

v(H2O)=9/18 = 0,5 моль

Из уравнения реакции (3) следует, что

1 моль SO3 → 1 моль H2O → 1 моль H2SO4, т.е.

0,5 моль H2O прореагирует с 0,5 моль SO3 и образуется 0,5 моль H2SO4

Рассчитаем массу SO3

m(SO3)= 0,5•80 = 40 г

Рассчитаем массу H2SO4

m(H2SO4)= 0,5•98 = 49 г

Тогда общая масса H2SO4 составит

m (H2SO4)sum =91 + 49 = 140 г

Для получения олеума (ω = = 12,5 %) на 140 г H2SO4 потребуется SO3:

m(SO3) = 12,5•140/87,5 = 20 г

Таким образом, всего SO3 расходуется

m(SO3)sum = (40 + 20) = 60 г

v(SO3)sum =60/80 = 0,75 моль

Из уравнений реакций (2, 3) следует, что на образование 0,75 моль SO3 расходуется

v(FeS2)= 0,75/2 = 0,375 моль

m(FeS2)=0,375•120 = 45 г

Ответ Масса пирита 45 г.
Нужна помощь с
решением задач?
Более 500 авторов онлайн и готовы помочь тебе прямо сейчас! Цена от 20 рублей за задачу. Сейчас у нас проходит акция, мы дарим 100 руб на первый заказ.