Минерални киселини: описание, състав, приложение

Киселините са химични съединения, съставени от водородни атоми, които могат да бъдат заменени от метални частици и киселинен остатък. Те могат да се определят и като вещества, които могат да реагират с химична основа, за да образуват сол и вода.

Има две основни видове на тези съединения: силни и слаби. В зависимост от химичния си състав те могат да бъдат класифицирани като минерални и органични киселини. Основната разлика между тях е, че първите са неорганични съединения, състоящи се от различни комбинации от химични елементи, докато вторите са комбинация от въглеродни и водородни атоми.

Определение

Минералната киселина е вещество, синтезирано от един или на няколко неорганични съединения. Той освобождава водородни йони в разтвора, от който, от своя страна, водородът може да бъде изместен от метал, за да се образува сол. Различните киселини имат различни формули. Например, за сярна киселина това е H2SO4, а за азотна киселина - HNO3.

Солите на минералните киселини се намират в живите организми, разтворени във вода (като йони) или в твърдо състояние (напр. калциеви и фосфорни соли в скелета на хората и повечето гръбначни животни).

Една обща характеристика на всички киселини е, че в молекулата им винаги има поне един водороден атом. Всички те участват в реакцията на неутрализация, като реагират с основи, образувайки соли и вода. Други свойства на киселините са киселият им вкус и способността им да предизвикват обезцветяване Някои багрила. Типичен пример е, когато лакмусовата хартия променя цвета си от син на червен.

Минералните киселини са силно разтворими във вода. Те са напълно несмесващи се с органични разтворители. Повечето от тях са силно корозивни.

Списък на неорганичните киселини

Следните вещества се класифицират като минерални:

1. Солна киселина - HCl.
2. Азотна киселина - HNO3.
3. Фосфорна киселина - H3PO4.
4. Сярна киселина - H2SO4.
5. Борна киселина - H3BO3.
6. Флуороводородна киселина - HF.
7. HBr (водороден бромид).
8. Хлорна киселина - HClO4.
9. Йодно-водородна киселина - HI.

Най-често се използват така наречените еталонни киселини - солна, сярна и азотна киселина. Нека разгледаме въпроса по-отблизо.

Солна киселина

Концентрирано вещество е воден разтвор, съдържащ около 38% хлороводород (HCl). Остра миризма, може да причини изгаряния на дихателните и очните органи. Солната киселина не се класифицира като окислител или редуктор. Когато обаче се смеси например с натриев хипохлорит (белина) или калиев перманганат, той отделя токсичен хлорен газ.

Като неокисляваща киселина HCl разтваря повечето неблагородни метали, като отделя запалим водороден газ.

Азотна киселина (HNO3)

Азотната киселина се предлага в концентриран разтвор (68-70%, 16 M) и в безводна форма (100%). Той е силен окислител. Свойствата му се запазват дори ако се разреди достатъчно и се съхранява при стайна температура. Той окислява повечето органични съединения, като ги превръща в азотен оксид. Може да образува взривоопасни смеси с почти всички органични съединения.

Концентрираната азотна киселина реагира бурно с органичен материал, което води до отделяне на газ и потенциално повишаване на налягането, последвано от спукване на съда, ако съдът не е правилно вентилиран. Окислителните реакции с някои органични разтворители могат да образуват експлозивни нитрати.

Азотната киселина реагира с повечето метали, като в зависимост от концентрацията и вида на реактива генерира водороден газ или азотни оксиди. Не разтваря злато и платина.

При смесване на азотна и солна киселина се образуват кафяви пари, състоящи се от токсични азотни оксиди.

Веществото причинява жълти петна по кожата.

Сярна киселина (H2SO4)

Концентрирано вещество, често доставяно като 98% разтвор (18 M). Той е силен окислител, хигроскопичен и силно дехидратиращ.

Когато се разреди, тя реагира с металите по същия начин като другите минерални киселини, като отделя водороден газ. Концентрираното съединение може също така да разтвори някои благородни метали, като мед, сребро и живак, като отделя серен диоксид (SO2). Оловото и волфрамът не влизат в реакция със сярна киселина.

Поради силната си окислителна и дехидратираща способност той реагира бурно с много органични химикали, което води до отделяне на газ.

Фосфорна киселина (H3PO4)

Чистото ортофосфорно съединение е разтворимо във вода кристално твърдо вещество. Киселината, която най-често се продава под формата на 85% воден разтвор, е вискозна, нелетлива и без мирис. Тя е по-слабо реактивна от другите минерални киселини, разгледани по-горе.

Когато се разтвори във вода, веществото прави течността вискозна и вискозна.

Използване на минерални киселини

Неорганичните киселини варират от силни (сярна) до много слаби (борна). Обикновено са разтворими във вода и не се смесват с органични разтворители.

Минералните киселини се използват в много сектори на химическата промишленост като суровини за синтез на други химикали, както органични, така и неорганични. Големи количества, особено сярна киселина, азотна киселина и солна киселина, се произвеждат за търговска употреба в големи заводи.

Те се използват широко и поради корозионните си свойства. Например, използва се разреден разтвор на солна киселина за отстраняване на отлагания във вътрешността на котлите. Този процес е известен като почистване от котлен камък.

В ежедневието сярната киселина може да се използва за автомобилната индустрия в батерии и за почистване на повърхности. Само допреди няколко десетилетия хората редовно купуваха бутилки с това вещество, за да зареждат автомобилни батерии.

Азотна киселина (HNO₃) се използва в химическото чистене. Фосфорна киселина (H₃PO₄), използвани при избора на партньор.

Сходство

Между неорганичните и органичните киселини има характеристики, които ги обединяват в една група. Списъкът им е следният:

1. Може да освобождава протони (H йони).
2. Реагира с химически основи.
3. Те са или силни, или слаби киселини.
4. Те оцветяват синята лакмусова хартия в червено.
5. Взаимодействие на киселини и минерали.

Разлики

Заслужава да се отбележат следните разлики между неорганичните и органичните киселини:

1. Определение. Минералните киселини са вещества, получени от неорганични съединения. Органичните киселини са органични съединения с киселинни свойства.
2. Произход. Повечето минерални киселини са с небиологичен произход, напр. от минерални извори. При органичните съединения е точно обратното.
3. Разтворимост. Повечето минерални киселини са разтворими във вода. От друга страна, органичните съединения не се смесват добре с течни.
4. Киселинност. Повечето минерални киселини са силни. Органични - обикновено слаби.
5. Химически състав. Минералните киселини могат да имат или да нямат въглеродни атоми в структурата си. Те винаги присъстват в органичните съединения.

В тази статия е направен преглед на киселините и техните свойства.