Ո՞ր պատճառներն են համարվում ուժեղ: Թթուներ. դասակարգում և քիմիական հատկություններ. Ըստ թթվային մնացորդի բաղադրության՝ թթուները բաժանվում են

Մենք տվել ենք սահմանում հիդրոլիզ, հիշեց մի քանի փաստի մասին աղեր. Այժմ մենք կքննարկենք ուժեղ և թույլ թթուները և կպարզենք, որ հիդրոլիզի «սցենարը» կախված է հենց նրանից, թե որ թթուն և որ հիմքն է ձևավորել տվյալ աղը։

← Աղերի հիդրոլիզ. Մաս I

Ուժեղ և թույլ էլեկտրոլիտներ

Հիշեցնեմ, որ բոլոր թթուները և հիմքերը կարելի է բաժանել ուժեղԵվ թույլ. Ուժեղ թթուներ (և ընդհանրապես. ուժեղ էլեկտրոլիտներ) գրեթե ամբողջությամբ տարանջատել ջրային լուծույթում: Թույլ էլեկտրոլիտները փոքր չափով բաժանվում են իոնների։

Ուժեղ թթուները ներառում են.

• H 2 SO 4 (ծծմբական թթու),
• HClO 4 (պերքլորաթթու),
• HClO 3 (քլորաթթու),
• HNO3 ( ազոտական ​​թթու),
• HCl (հիդրոքլորային թթու),
• HBr (հիդրոբրոմաթթու),
• HI (հիդրիոդաթթու):

Ստորև բերված է թույլ թթուների ցանկը.

• H 2 SO 3 (ծծմբաթթու),
• H 2 CO 3 (ածխաթթու),
• H 2 SiO 3 (սիլիկաթթու),
• H 3 PO 3 (ֆոսֆորաթթու),
• H 3 PO 4 (օրթոֆոսֆորական թթու),
• HClO 2 (քլորաթթու),
• HClO (հիպոքլորային թթու),
• HNO 2 (ազոտային թթու),
• HF (հիդրոֆտորաթթու),
• H 2 S (ջրածնի սուլֆիդ թթու),
• օրգանական թթուների մեծ մասը, օրինակ՝ քացախաթթու (CH 3 COOH):

Բնականաբար, անհնար է թվարկել բնության մեջ գոյություն ունեցող բոլոր թթուները։ Տրված են միայն ամենահայտնիները։ Պետք է նաև հասկանալ, որ թթուների բաժանումը ուժեղ և թույլի բավականին կամայական է:

Ամեն ինչ շատ ավելի պարզ է ուժեղ և թույլ հիմքերի դեպքում: Դուք կարող եք օգտագործել լուծելիության աղյուսակը: Ուժեղ պատճառները ներառում են բոլորը լուծելի NH 4 OH-ից տարբեր ջրային հիմքերում: Այս նյութերը կոչվում են ալկալիներ (NaOH, KOH, Ca(OH) 2 և այլն):

Թույլ հիմքերն են.

• բոլոր ջրում չլուծվող հիդրօքսիդները (օրինակ՝ Fe(OH) 3, Cu(OH) 2 և այլն),
• NH 4 OH (ամոնիումի հիդրօքսիդ):

Աղերի հիդրոլիզ. Հիմնական փաստեր

Այս հոդվածը կարդացողներին կարող է թվալ, թե մենք արդեն մոռացել ենք խոսակցության հիմնական թեմայի մասին և ինչ-որ տեղ մի կողմ ենք գնացել։ Սա սխալ է։ Մեր զրույցը թթուների և հիմքերի, ուժեղ և թույլ էլեկտրոլիտների մասին ուղղակիորեն կապված է աղերի հիդրոլիզի հետ։ Այժմ դուք կտեսնեք սա:

Այսպիսով, թույլ տվեք ձեզ ներկայացնել հիմնական փաստերը.

1. Ոչ բոլոր աղերն են ենթարկվում հիդրոլիզի։ Կան հիդրոլիտիկ կայունմիացություններ, ինչպիսիք են նատրիումի քլորիդը:
2. Աղերի հիդրոլիզը կարող է լինել ամբողջական (անշրջելի) և մասնակի (շրջելի):
3. Հիդրոլիզի ռեակցիայի ժամանակ առաջանում է թթու կամ հիմք և փոփոխվում է միջավայրի թթվայնությունը։
4. Որոշվում է հիդրոլիզի հիմնարար հնարավորությունը, համապատասխան ռեակցիայի ուղղությունը, դրա շրջելիությունը կամ անշրջելիությունը թթվային ուժԵվ հիմքի ուժ, որոնք կազմում են այս աղը։
5. Կախված համապատասխան թթվի ուժից և ընդ. հիմքերը, բոլոր աղերը կարելի է բաժանել 4 խումբ. Այս խմբերից յուրաքանչյուրը բնութագրվում է հիդրոլիզի իր «սցենարով»:

Օրինակ 4. NaNO 3 աղը ձևավորվում է ուժեղ թթվով (HNO 3) և ամուր հիմքով (NaOH): Հիդրոլիզ չի լինում, նոր միացություններ չեն առաջանում, միջավայրի թթվայնությունը չի փոխվում։

Օրինակ 5. NiSO 4 աղը ձևավորվում է ուժեղ թթվով (H 2 SO 4) և թույլ հիմքով (Ni(OH) 2): Տեղի է ունենում կատիոնի հիդրոլիզ, ռեակցիայի ժամանակ առաջանում է թթու և հիմնային աղ։

Օրինակ 6. Կալիումի կարբոնատը ձևավորվում է թույլ թթվով (H 2 CO 3) և ամուր հիմքով (KOH): Անիոնով հիդրոլիզ, ալկալիների առաջացում և թթու աղ. Ալկալային միջավայրլուծում.

Օրինակ 7. Ալյումինի սուլֆիդը ձևավորվում է թույլ թթվից (H 2 S) և թույլ հիմքից (Al(OH) 3): Հիդրոլիզը տեղի է ունենում ինչպես կատիոնի, այնպես էլ անիոնի մոտ: Անդառնալի ռեակցիա. Ընթացքում առաջանում են H 2 S և ալյումինի հիդրօքսիդ։ Միջավայրի թթվայնությունը մի փոքր փոխվում է։

Փորձեք ինքներդ.

Վարժություն 2. Ի՞նչ տեսակի աղեր են հետևյալը՝ FeCl 3, Na 3 PO 3, KBr, NH 4 NO 2. Արդյո՞ք այս աղերը ենթակա են հիդրոլիզի: Կատիոնո՞վ, թե՞ անիոնով։ Ի՞նչ է ձևավորվում ռեակցիայի ընթացքում: Ինչպե՞ս է փոխվում շրջակա միջավայրի թթվայնությունը: Առայժմ պետք չէ գրել ռեակցիայի հավասարումները:

Մեզ մնում է աղերի 4 խմբեր հաջորդաբար քննարկել և դրանցից յուրաքանչյուրի համար տալ հիդրոլիզի կոնկրետ «սցենար»: Հաջորդ մասում կսկսենք թույլ հիմքից և ուժեղ թթվից առաջացած աղերից։

ՍԱՀՄԱՆՈՒՄ

Թթուներ– էլեկտրոլիտներ, որոնց տարանջատման ժամանակ դրական իոններից առաջանում են միայն H + իոններ (H 3 O +).

HNO 3 ↔ H + + NO 3 - ;

H 2 S ↔ H + + HS — ↔ 2H + + S 2- .

Գոյություն ունեն թթուների մի քանի դասակարգում, ուստի, ըստ ջրածնի ատոմների քանակի, որոնք կարող են տաքացնել ջրային լուծույթում, թթուները բաժանվում են միաբազային (HF, HNO 2), երկհիմնական (H 2 CO 3) և եռաբազային (H 3 PO 4): ) Կախված թթվածնի մեջ թթվածնի ատոմների պարունակությունից՝ թթուները բաժանվում են թթվածնազուրկ (HCl, HF) և թթվածին պարունակող (H 2 SO 4, H 2 SO 3):

Թթուների քիմիական հատկությունները

Անօրգանական թթուների քիմիական հատկությունները ներառում են.

- ցուցանիշների գույնը փոխելու ունակություն, օրինակ, երբ լակմուսը մտնում է թթվային լուծույթ, այն դառնում է կարմիր (դա պայմանավորված է թթուների տարանջատմամբ);

- հետ փոխազդեցություն ակտիվ մետաղներ, կանգնած ակտիվության շարքում մինչև ջրածինը

Fe + H 2 SO 4 (p - p) = FeSO 4 + H 2;

- փոխազդեցություն հիմնական և ամֆոտերային օքսիդների հետ

2HCl + FeO = FeCl 2 + H 2 O;

6HNO 3 + Al 2 O 3 = 2Al(NO 3) 3 + 3H 2 O;

- փոխազդեցություն հիմքերի հետ (ալկալիների հետ թթուների փոխազդեցության դեպքում տեղի է ունենում չեզոքացման ռեակցիա, որի ընթացքում առաջանում են աղ և ջուր. միայն ջրում լուծվող թթուները արձագանքում են ջրում չլուծվող հիմքերի հետ)

H 2 SO 4 + 2NaOH = Na 2 SO 4 + H 2 O;

H 2 SO 4 + Cu (OH) 2 ↓ = CuSO 4 + 2H 2 O;

- փոխազդեցություն աղերի հետ (միայն այն դեպքում, եթե ռեակցիայի ընթացքում տեղի է ունենում թեթևակի կամ չլուծվող միացության, ջրի կամ գազային նյութի արտազատում)

H 2 SO 4 + BaCl 2 = BaSO 4 ↓ + 2HCl;

2HNO 3 + Na 2 CO 3 = 2NaNO 3 + CO 2 + H 2 O;

- ուժեղ թթուները կարող են հեռացնել ավելի թույլ թթուները իրենց աղերի լուծույթներից

K 3 PO 4 + 3HCl = 3KCl + H 3 PO 4;

Na 2 CO 3 + 2HCl = 2NaCl + CO 2 + H 2 O;

— ռեդոքսային ռեակցիաներ՝ կապված թթվային անիոնների հատկությունների հետ.

H 2 SO 3 + Cl 2 + H 2 O = H 2 SO 4 + 2 HCl;

Pb + 4HNO 3 (conc) = Pb (NO 3) 2 + 2NO 2 + 2H 2 O:

Թթուների ֆիզիկական հատկությունները

թիվ անօրգանական թթուների մեծ մասը գոյություն ունի հեղուկ վիճակ, ոմանք ներս պինդ վիճակ(H 3 PO 4, H 3 BO 3): Գրեթե բոլոր թթուները շատ լուծելի են ջրում, բացառությամբ սիլիցիումի թթուների (H 2 SiO 3)

Թթուների ստացում

Թթուների արտադրության հիմնական մեթոդները.

- փոխազդեցության ռեակցիաներ թթվային օքսիդներջրով

SO 3 + H 2 O = H 2 SO 4;

- ոչ մետաղների ջրածնի հետ (թթվածնազուրկ թթուներ) միացնելու ռեակցիաներ.

H 2 + S ↔ H 2 S;

- փոխանակման ռեակցիաներ աղերի և այլ թթուների միջև

K 2 SiO 3 + 2HCl → H 2 SiO 3 ↓ + 2KCl.

Թթուների կիրառում

Բոլոր անօրգանական թթուներից առավել լայնորեն օգտագործվում են աղաթթուները, ծծմբային, օրթոֆոսֆորական և ազոտական ​​թթուները։ Դրանք օգտագործվում են որպես հումք տարբեր տեսակի նյութերի արտադրության համար՝ այլ թթուներ, աղեր, պարարտանյութեր, ներկանյութեր, պայթուցիկ նյութեր, լաքեր և ներկեր և այլն։ Բժշկության մեջ օգտագործվում են նոսր աղաթթուներ, ֆոսֆորական և բորային թթուներ։ Թթուները լայնորեն կիրառվում են նաև առօրյա կյանքում։

Խնդիրների լուծման օրինակներ

ՕՐԻՆԱԿ 1

ՕՐԻՆԱԿ 2

Զորավարժություններ	հաշվարկել սիլիկաթթվի զանգվածը (ենթադրելով դրա բաղադրությունը H 2 SiO 3), որը ստացվել է 400 մլ նատրիումի սիլիկատային լուծույթի վրա ազդելով. զանգվածային բաժինաղ 20% (լուծույթի խտությունը 1,1 գ/մլ) ավելցուկ աղաթթու.
Լուծում	Գրենք սիլիցիումի թթվի առաջացման ռեակցիայի հավասարումը. 2HCl + Na 2 SiO 3 = 2NaCl + H 2 SiO 3 ↓: Գտնենք նատրիումի սիլիկատի զանգվածը՝ իմանալով լուծույթի ծավալը, դրա խտությունը և լուծույթում հիմնական նյութի պարունակությունը (տես խնդրի շարադրանքը). m(Na 2 SiO 3) = V(Na 2 SiO 3)×ρ×ω/100%; m(Na 2 SiO 3) = 400×1.1×20/100% = 88 գ. Այնուհետև նատրիումի սիլիկատային նյութի քանակը. v(Na2SiO3) = m(Na2SiO3)/M(Na2SiO3); v(Na 2 SiO 3) = 88/122 = 0.72 մոլ: Ըստ ռեակցիայի հավասարման՝ սիլիցիաթթվային նյութի քանակը v(H 2 SiO 3) = v(Na 2 SiO 3) = 0,72 մոլ է։ Այսպիսով, սիլիցիումի թթվի զանգվածը հավասար կլինի. m(H 2 SiO 3) = 0,72 × 78 = 56,2 գ:
Պատասխանել	Սիլիցիումի թթվի զանգվածը 56,2 գ է։

Թթուները քիմիական միացություններ են, որոնք կարող են նվիրաբերել էլեկտրական լիցքավորված ջրածնի իոն (կատիոն), ինչպես նաև ընդունել երկու փոխազդող էլեկտրոններ, ինչը հանգեցնում է կովալենտային կապի ձևավորմանը։

Այս հոդվածում մենք կանդրադառնանք հիմնական թթուներին, որոնք ուսումնասիրվում են միջին դպրոցում: միջնակարգ դպրոցներ, և նաև սովորել շատերը հետաքրքիր փաստերմի շարք թթուների մասին. Եկեք սկսենք:

Թթուներ՝ տեսակներ

Քիմիայի մեջ կան բազմաթիվ տարբեր թթուներ, որոնք ունեն շատ տարբեր հատկություններ: Քիմիկոսները տարբերում են թթուները ըստ թթվածնի պարունակության, անկայունության, ջրում լուծելիության, ուժի, կայունության, դրանք օրգանական են կամ անօրգանական դասքիմիական միացություններ. Այս հոդվածում մենք կանդրադառնանք աղյուսակին, որը ներկայացնում է ամենահայտնի թթուները: Աղյուսակը կօգնի ձեզ հիշել թթվի անվանումը և դրա քիմիական բանաձևը:

Այնպես որ, ամեն ինչ հստակ երևում է։ Այս աղյուսակը ներկայացնում է ամենահայտնին քիմիական արդյունաբերությունթթուներ. Աղյուսակը կօգնի ձեզ շատ ավելի արագ հիշել անուններն ու բանաձևերը:

Ջրածնի սուլֆիդ թթու

H 2 S-ը հիդրոսուլֆիդային թթու է: Նրա յուրահատկությունը կայանում է նրանում, որ այն նույնպես գազ է։ Ջրածնի սուլֆիդը շատ վատ է լուծվում ջրում, ինչպես նաև փոխազդում է բազմաթիվ մետաղների հետ: Ջրածնի սուլֆիդային թթուն պատկանում է «թույլ թթուների» խմբին, որի օրինակները մենք կքննարկենք այս հոդվածում:

H 2 S-ն ունի մի փոքր քաղցր համ և նաև շատ ուժեղ փտած ձվի հոտ: Բնության մեջ այն կարելի է գտնել բնական կամ հրաբխային գազերում, ինչպես նաև այն ազատվում է սպիտակուցի փտման ժամանակ։

Թթուների հատկությունները շատ բազմազան են, նույնիսկ եթե թթուն անփոխարինելի է արդյունաբերության մեջ, այն կարող է շատ վնասակար լինել մարդու առողջության համար։ Այս թթուն շատ թունավոր է մարդկանց համար: Երբ փոքր քանակությամբ ջրածնի սուլֆիդ է ներշնչվում, մարդն ունենում է գլխացավ, ուժեղ սրտխառնոց և գլխապտույտ: Եթե ​​մարդը ներշնչում է մեծ թվով H 2 S, դա կարող է հանգեցնել նոպաների, կոմայի կամ նույնիսկ ակնթարթային մահվան:

Ծծմբաթթու

H 2 SO 4-ը ուժեղ ծծմբաթթու է, որը երեխաներին ծանոթացնում են 8-րդ դասարանում քիմիայի դասերին: Քիմիական թթուները, ինչպիսիք են ծծմբաթթուն, շատ ուժեղ օքսիդացնող նյութեր են: H 2 SO 4-ը գործում է որպես օքսիդացնող նյութ բազմաթիվ մետաղների, ինչպես նաև հիմնական օքսիդների վրա:

H 2 SO 4-ը մաշկի կամ հագուստի հետ շփվելիս քիմիական այրվածքներ է առաջացնում, սակայն այն այնքան թունավոր չէ, որքան ջրածնի սուլֆիդը:

Ազոտական ​​թթու

Ուժեղ թթուները շատ կարևոր են մեր աշխարհում: Նման թթուների օրինակներ՝ HCl, H 2 SO 4, HBr, HNO 3: HNO 3-ը հայտնի ազոտական ​​թթու է: Այն լայն կիրառություն է գտել արդյունաբերության մեջ, ինչպես նաև գյուղատնտեսություն. Օգտագործվում է տարբեր պարարտանյութերի պատրաստման, ոսկերչության, լուսանկարներ տպելու, արտադրության մեջ դեղերև ներկանյութեր, ինչպես նաև ռազմական արդյունաբերությունում։

Այդպիսին քիմիական թթուներազոտի նման շատ վնասակար են օրգանիզմի համար։ HNO 3 գոլորշիները թողնում են խոցեր, առաջացնում շնչառական ուղիների սուր բորբոքում և գրգռում։

Ազոտական ​​թթու

Ազոտային թթուն հաճախ շփոթում են ազոտաթթվի հետ, սակայն դրանց միջև տարբերություն կա։ Բանն այն է, որ այն շատ ավելի թույլ է, քան ազոտը, այն բոլորովին այլ հատկություններ ու ազդեցություն ունի մարդու օրգանիզմի վրա։

HNO 2-ը լայն կիրառություն է գտել քիմիական արդյունաբերության մեջ։

Հիդրոֆտորաթթու

Հիդրոֆտորաթթուն (կամ ջրածնի ֆտորիդ) H 2 O-ի լուծույթ է HF-ով: Թթվային բանաձևը HF է: Հիդրոֆտորաթթուն շատ ակտիվորեն օգտագործվում է ալյումինի արդյունաբերության մեջ: Օգտագործվում է սիլիկատների, սիլիցիումի փորագրման և սիլիկատային ապակիների լուծարման համար։

Ջրածնի ֆտորը շատ վնասակար է մարդու օրգանիզմի համար, կախված դրա կոնցենտրացիայից, այն կարող է լինել թեթև թմրամիջոց: Եթե ​​այն շփվում է մաշկի հետ, սկզբում փոփոխություններ չեն լինում, սակայն մի քանի րոպե անց կարող է առաջանալ սուր ցավ և քիմիական այրվածք։ Հիդրոֆտորաթթուն շատ վնասակար է շրջակա միջավայրի համար:

Հիդրոքլորային թթու

HCl-ը ջրածնի քլորիդ է և ուժեղ թթու է։ Ջրածնի քլորիդը պահպանում է ուժեղ թթուների խմբին պատկանող թթուների հատկությունները։ Թթունն արտաքինից թափանցիկ է և անգույն, բայց օդում ծխում է։ Ջրածնի քլորիդը լայնորեն կիրառվում է մետալուրգիական և սննդի արդյունաբերության մեջ։

Այս թթուն քիմիական այրվածքներ է առաջացնում, սակայն աչքի մեջ մտնելը հատկապես վտանգավոր է։

Ֆոսֆորական թթու

Ֆոսֆորական թթուն (H 3 PO 4) իր հատկություններով թույլ թթու է: Բայց նույնիսկ թույլ թթուները կարող են ուժեղ թթուների հատկություններ ունենալ: Օրինակ, H 3 PO 4-ն օգտագործվում է արդյունաբերության մեջ՝ ժանգից երկաթը վերականգնելու համար: Բացի այդ, ֆոսֆորական (կամ օրթոֆոսֆորական) թթուն լայնորեն կիրառվում է գյուղատնտեսության մեջ՝ դրանից շատ տարբեր պարարտանյութեր են պատրաստվում։

Թթուների հատկությունները շատ նման են. նրանցից գրեթե յուրաքանչյուրը շատ վնասակար է մարդու մարմնի համար, H 3 PO 4-ը բացառություն չէ: Օրինակ՝ այս թթուն առաջացնում է նաև ուժեղ քիմիական այրվածքներ, քթից արյունահոսություն և ատամների կտրատում։

Կարբոնաթթու

H 2 CO 3-ը թույլ թթու է: Այն ստացվում է CO 2-ի լուծմամբ ( ածխածնի երկօքսիդ) H 2 O-ում (ջուր): Կարբոնաթթուօգտագործվում է կենսաբանության և կենսաքիմիայի մեջ:

Տարբեր թթուների խտություն

Թթուների խտությունը կարևոր տեղ է գրավում քիմիայի տեսական և գործնական մասերում։ Իմանալով խտությունը՝ դուք կարող եք որոշել որոշակի թթվի կոնցենտրացիան, լուծել քիմիական հաշվարկի խնդիրներ և ավելացնել թթվի ճիշտ քանակությունը՝ ռեակցիան ավարտելու համար։ Ցանկացած թթվի խտությունը փոխվում է կախված կոնցենտրացիայից: Օրինակ, որքան բարձր է կոնցենտրացիայի տոկոսը, այնքան մեծ է խտությունը:

Թթուների ընդհանուր հատկությունները

Բացարձակապես բոլոր թթուներն են (այսինքն՝ կազմված են պարբերական աղյուսակի մի քանի տարրերից), և իրենց բաղադրության մեջ անպայման ներառում են H (ջրածին)։ Հաջորդիվ մենք կանդրադառնանք, թե որոնք են ընդհանուր.

1. Բոլոր թթվածին պարունակող թթուները (որոնց բանաձևում առկա է O-ն) քայքայվելիս ջուր են կազմում, իսկ թթվածնազուրկները քայքայվում են. պարզ նյութեր(օրինակ, 2HF-ը քայքայվում է F 2-ի և H 2-ի):
2. Օքսիդացնող թթուները փոխազդում են մետաղների ակտիվության շարքի բոլոր մետաղների հետ (միայն H-ից ձախ)։
3. Նրանք փոխազդում են տարբեր աղերի հետ, բայց միայն նրանց հետ, որոնք առաջացել են նույնիսկ ավելի թույլ թթվից։

Ըստ իրենց սեփական ֆիզիկական հատկություններթթուները կտրուկ տարբերվում են միմյանցից. Ի վերջո, նրանք կարող են հոտ ունենալ, թե ոչ, ինչպես նաև տարբեր լինել ագրեգացման վիճակներՀեղուկ, գազային և նույնիսկ պինդ: Պինդ թթուները շատ հետաքրքիր են ուսումնասիրել: Նման թթուների օրինակներ՝ C 2 H 2 0 4 և H 3 BO 3:

Համակենտրոնացում

Համակենտրոնացումը այն մեծությունն է, որը որոշում է քանակական կազմըցանկացած լուծում. Օրինակ, քիմիկոսները հաճախ պետք է որոշեն, թե որքան մաքուր ծծմբական թթու կա նոսր H 2 SO 4 թթվի մեջ: Դրա համար նրանք փոքր քանակությամբ նոսր թթու են լցնում չափիչ բաժակի մեջ, կշռում են այն և խտության գծապատկերով որոշում են կոնցենտրացիան։ Թթուների կոնցենտրացիան սերտորեն կապված է խտության հետ հաշվարկման խնդիրներ, որտեղ պետք է որոշել լուծույթում մաքուր թթվի տոկոսը։

Բոլոր թթուների դասակարգումն ըստ H ատոմների քանակի իրենց քիմիական բանաձևում

Ամենահայտնի դասակարգումներից մեկը բոլոր թթուների բաժանումն է միաբազային, երկհիմնական և, համապատասխանաբար, եռաբազային թթուների։ Միաբազային թթուների օրինակներ՝ HNO 3 (ազոտական), HCl (հիդրոքլորային), HF (հիդրոֆտորային) և այլն։ Այս թթուները կոչվում են մոնոհիմնական, քանի որ դրանք պարունակում են միայն մեկ H ատոմ: Նման թթուները շատ են, անհնար է հիշել բոլորը: Պարզապես պետք է հիշել, որ թթուները դասակարգվում են ըստ իրենց կազմի H ատոմների քանակի։ Նմանապես սահմանվում են երկբազային թթուները: Օրինակներ՝ H 2 SO 4 (ծծմբային), H 2 S (ջրածնի սուլֆիդ), H 2 CO 3 (ածուխ) և այլն։ Tribasic՝ H 3 PO 4 (ֆոսֆորային):

Թթուների հիմնական դասակարգումը

Թթուների ամենահայտնի դասակարգումներից է դրանց բաժանումը թթվածին պարունակող և թթվածնազուրկ: Ինչպե՞ս հիշել, առանց իմանալու նյութի քիմիական բանաձևը, որ այն թթվածին պարունակող թթու է:

Բոլոր թթվածնազուրկ թթուներին բացակայում է O- թթվածինի կարևոր տարրը, սակայն դրանք պարունակում են H: Հետևաբար, «ջրածին» բառը միշտ կցվում է նրանց անվանմանը: HCl-ը H 2 S - ջրածնի սուլֆիդ է:

Բայց կարելի է նաև բանաձև գրել թթու պարունակող թթուների անունների հիման վրա։ Օրինակ, եթե նյութում O ատոմների թիվը 4 կամ 3 է, ապա անվանը միշտ ավելացվում է -n- վերջածանցը, ինչպես նաև -aya- վերջավորությունը.

• H 2 SO 4 - ծծումբ (ատոմների քանակը - 4);
• H 2 SiO 3 - սիլիցիում (ատոմների թիվը - 3):

Եթե ​​նյութը ունի երեքից պակաս թթվածնի ատոմ կամ երեք, ապա անվանման մեջ օգտագործվում է -ist- վերջածանցը.

• HNO 2 - ազոտային;
• H 2 SO 3 - ծծմբային:

Ընդհանուր հատկություններ

Բոլոր թթուները թթու և հաճախ թեթևակի մետաղական համ ունեն: Բայց կան նմանատիպ այլ հատկություններ, որոնք մենք այժմ կքննարկենք:

Կան նյութեր, որոնք կոչվում են ցուցանիշներ: Ցուցանիշները փոխում են իրենց գույնը, կամ գույնը մնում է, բայց դրա երանգը փոխվում է։ Դա տեղի է ունենում, երբ ցուցանիշների վրա ազդում են այլ նյութեր, ինչպիսիք են թթուները:

Գույնի փոփոխության օրինակ է այնպիսի ծանոթ ապրանք, ինչպիսին է թեյը և կիտրոնաթթունը: Երբ թեյին ավելացնում են կիտրոնը, թեյն աստիճանաբար սկսում է նկատելիորեն պայծառանալ։ Դա պայմանավորված է նրանով, որ կիտրոնը պարունակում է կիտրոնաթթու:

Կան այլ օրինակներ. Լակմուս, որն է չեզոք միջավայրունի յասամանագույն գույն, աղաթթու ավելացնելիս այն դառնում է կարմիր։

Երբ լարումները գտնվում են լարման շարքում մինչև ջրածինը, գազի պղպջակներ են արձակվում. H: Այնուամենայնիվ, եթե մետաղը, որը գտնվում է H-ից հետո լարվածության շարքում, տեղադրվի թթվով փորձանոթի մեջ, ապա ռեակցիա չի առաջանա, չի լինի: գազի էվոլյուցիան. Այսպիսով, պղինձը, արծաթը, սնդիկը, պլատինը և ոսկին չեն արձագանքի թթուների հետ:

Այս հոդվածում մենք վերանայեցինք ամենահայտնի քիմիական թթուները, ինչպես նաև դրանց հիմնական հատկություններն ու տարբերությունները:

Քիմիկոսների մեկից ավելի սերունդ վիճում էր, թե որ թթունն է ամենաուժեղը: IN տարբեր ժամանակներԱյս տիտղոսը տրվել է ազոտական, ծծմբային և աղաթթվին։ Ոմանք կարծում էին, որ չի կարող լինել ավելի ուժեղ միացություն, քան հիդրոֆտորաթթուն։ IN վերջերսստացվել են ուժեղ թթվային հատկություններով նոր միացություններ։ Միգուցե հենց դրանց մեջ է հայտնաբերվել աշխարհի ամենաուժեղ թթու՞նը։ Այս հոդվածը ուսումնասիրում է մեր ժամանակի ամենահզոր կայուն թթուների բնութագրերը և տալիս է դրանց համառոտ քիմիական բնութագրերը:

Թթվային հայեցակարգ

Քիմիան ճշգրիտ քանակական գիտություն է։ Իսկ «Ամենաուժեղ թթուն» տիտղոսը ողջամտորեն պետք է վերագրել որոշակի նյութին: Ո՞րը կարող է լինել այն հիմնական ցուցանիշը, որը բնութագրում է ցանկացած կապի ուժը:

Նախ հիշենք դասական սահմանումթթուներ. Այս բառը հիմնականում օգտագործվում է բարդ քիմիական միացությունների համար, որոնք բաղկացած են ջրածնից և թթվային մնացորդից։ Միացության մեջ ջրածնի ատոմների թիվը կախված է թթվային մնացորդի վալենտությունից: Օրինակ, աղաթթվի մոլեկուլում կա միայն մեկ ջրածնի ատոմ; իսկ ծծմբաթթուն արդեն ունի երկու H + ատոմ։

Թթուների հատկությունները

Բոլոր թթուներն ունեն որոշակի քիմիական հատկություններ, որոնք կարելի է անվանել ընդհանուր քիմիական միացությունների տվյալ դասի համար:

Վերոնշյալ բոլոր հատկությունների մեջ դրսևորվում է ցանկացած հայտնի թթվի մեկ այլ «հմտություն»՝ սա ջրածնի ատոմից հրաժարվելու ունակությունն է՝ այն փոխարինելով մեկ այլ քիմիական նյութի ատոմով կամ որևէ միացության մոլեկուլով: Հենց այս ունակությունն է բնութագրում թթվի «ուժը» և այլ քիմիական տարրերի հետ նրա փոխազդեցության աստիճանը։

Ջուր և թթու

Ջրի առկայությունը զգալիորեն նվազեցնում է թթվի՝ ջրածնի ատոմներ նվիրաբերելու ունակությունը։ Դա բացատրվում է նրանով, որ ջրածինը ունակ է ինքնուրույն ձևավորել քիմիական կապերթթվի և ջրի մոլեկուլների միջև, հետևաբար հիմքից անջատվելու կարողությունը ավելի քիչ է, քան չնոսրացված թթուներինը:

Սուպեր թթու

ներմուծվել է «սուպեր թթու» բառը քիմիական բառարան 1927 թվականին հայտնի քիմիկոս Ջեյմս Կոնանտի թեթեւ ձեռքով։

Սրա ուժի չափանիշը քիմիական միացությունխտացված ծծմբաթթու է։ Քիմիական կամ ցանկացած խառնուրդ, որն ավելի թթվային է, քան խտացված ծծմբաթթուն, կոչվում է գերթթու: Սուպերթթվի արժեքը որոշվում է ցանկացած հիմքի վրա դրական էլեկտրական լիցք հաղորդելու ունակությամբ: Որպես թթվայնության որոշման հիմնական պարամետր վերցվում է համապատասխան H 2 SO 4 ցուցանիշը։ Ուժեղ թթուների թվում կան բավականին անսովոր անուններով և հատկություններով նյութեր։

Հայտնի ուժեղ թթուներ

Անօրգանական քիմիայի ընթացքում ամենահայտնի թթուներն են՝ հիդրոդիկ (HI), հիդրոբրոմ (HBr), հիդրոքլորային (HCl), ծծմբական (H 2 SO 4) և ազոտական ​​(HNO 3) թթուները։ Նրանք բոլորն ունեն բարձր թթվայնության ինդեքս և կարողանում են արձագանքել մետաղների և հիմքերի մեծ մասի հետ։ Այս շարքում ամենաուժեղ թթուն ազոտի և աղաթթվի խառնուրդն է, որը կոչվում է «aqua regia»: Այս շարքի ամենաուժեղ թթվի բանաձեւը HNO 3+3 HCl է։ Այս միացությունն ունակ է լուծելու նույնիսկ թանկարժեք մետաղներ, ինչպիսիք են ոսկին և պլատինը:

Տարօրինակ կերպով, հիդրոֆտորաթթուն, որը ջրածնի միացություն է ամենաուժեղ հալոգենով` ֆտորով, չի ընդգրկվել «Քիմիայի մեջ ամենաուժեղ թթու» կոչման հավակնորդների մեջ: Այս նյութի միակ առանձնահատկությունը ապակին լուծարելու կարողությունն է։ Հետեւաբար, նման թթուն պահվում է պոլիէթիլենային տարաներում:

Ուժեղ օրգանական թթուներ

«The Stronest Acid in.» կոչման հավակնորդները օրգանական քիմիա» - մածուցիկ և քացախաթթուներ: Մրջնաթթուն ամենաուժեղն է հագեցած թթուների հոմոլոգ շարքում։ Այն ստացել է իր անունը շնորհիվ այն բանի, որ դրա մի մասը պարունակվում է մրջյունների սեկրեցիաներում։

Քացախաթթուն մի փոքր ավելի թույլ է, քան մրջնաթթուն, բայց դրա բաշխման սպեկտրը շատ ավելի լայն է: Այն հաճախ հանդիպում է բույսերի հյութերի մեջ և առաջանում է տարբեր օրգանական նյութերի օքսիդացման ժամանակ։

Քիմիայի ոլորտում վերջին զարգացումները հնարավորություն են տվել սինթեզել նոր նյութ, որը կարող է մրցակցել ավանդական օրգանական նյութեր. Trifluoromethanesulfonic թթուն ունի թթվայնության ինդեքս ավելի բարձր, քան ծծմբական թթունը: Ավելին, CF3SO3H-ը հաստատուն հիգրոսկոպիկ հեղուկ է ֆիզիկական և քիմիական հատկություններնորմալ պայմաններում։ Այսօր այս միացությանը կարելի է վերագրել «Ամենաուժեղ օրգանական թթու» անվանումը։

Շատերը կարող են մտածել, որ թթվայնության աստիճանը չի կարող զգալիորեն ավելի բարձր լինել, քան ծծմբաթթունը։ Սակայն վերջերս գիտնականները սինթեզել են մի շարք նյութեր, որոնց թթվայնության պարամետրերը մի քանի հազար անգամ գերազանցում են ծծմբաթթվի ցուցանիշները։ Պրոտաթթուների Լյուիս թթուների հետ փոխազդելու արդյունքում ստացված միացությունները ունեն աննորմալ բարձր թթվայնության արժեքներ։ IN գիտական ​​աշխարհդրանք կոչվում են՝ բարդ պրոտիկ թթուներ։

Կախարդական թթու

Այո՛։ Ամեն ինչ ճիշտ է։ Կախարդական թթու. այդպես է կոչվում: Magic acid-ը ջրածնի ֆտորիդի կամ ֆտորոսուլֆորոնաթթվի խառնուրդ է անտիմոնի պենտաֆտորիդով։ Քիմիական բանաձևԱյս կապը ներկայացված է նկարում.

Magic acid-ը ստացել է այս տարօրինակ անունը քիմիկոսների սուրբծննդյան երեկույթի ժամանակ, որը տեղի է ունեցել 1960-ականների սկզբին: Աշխատակիցներից մեկը հետազոտական ​​խումբՋ.Օլահան կատարել է զվարճալի հնարք՝ լուծարելով մոմի մոմը այս զարմանալի հեղուկի մեջ։ Սա նոր սերնդի ամենաուժեղ թթուներից է, բայց արդեն սինթեզվել է մի նյութ, որը կգերազանցի նրան ուժով և թթվայնությամբ։

Աշխարհի ամենաուժեղ թթուն

Կարբորանաթթուն կարբորանաթթուն է, որն աշխարհի ամենաուժեղ միացությունն է։ Ամենաուժեղ թթվի բանաձևն ունի հետևյալ տեսքը՝ H(CHB11Cl11):

Այս հրեշը ստեղծվել է 2005 թվականին Կալիֆորնիայի համալսարանում՝ սերտ համագործակցությամբ Նովոսիբիրսկի ինստիտուտկատալիզ SB RAS.

Սինթեզի գաղափարն առաջացել է գիտնականների մտքում նոր, մինչ այժմ չտեսնված մոլեկուլների և ատոմների երազանքի հետ մեկտեղ: Նոր թթուն միլիոն անգամ ավելի ուժեղ է, քան ծծմբաթթուն, բայց այն բոլորովին ագրեսիվ չէ, իսկ ամենաուժեղ թթուն հեշտությամբ կարելի է պահել ապակե շշի մեջ։ Ճիշտ է, ժամանակի ընթացքում ապակին իսկապես լուծվում է, և ջերմաստիճանի բարձրացման հետ այս ռեակցիայի արագությունը զգալիորեն մեծանում է:

Այս զարմանալի փափկությունը պայմանավորված է նոր միացության բարձր կայունությամբ: Ինչպես բոլոր քիմիական նյութերը, որոնք կապված են թթուների հետ, կարբորանաթթուն հեշտությամբ արձագանքում է՝ նվիրաբերելով իր միակ պրոտոնը: Այս դեպքում թթվային բազան այնքան կայուն է, որ քիմիական ռեակցիաայլևս չի գնում:

Կարբորանաթթվի քիմիական հատկությունները

Նոր թթուն հիանալի H+ պրոտոն դոնոր է: Սա այն է, ինչ որոշում է այս նյութի ուժը: Կարբորանաթթվի լուծույթը պարունակում է ավելի շատ ջրածնի իոններ, քան աշխարհի ցանկացած այլ թթու: Քիմիական ռեակցիայի ժամանակ SbF 5 - անտիմոնի պենտաֆտորիդ, կապում է ֆտոր իլոնը: Այս դեպքում ավելի ու ավելի շատ ջրածնի ատոմներ են ազատվում։ Հետևաբար, կարբորանաթթուն ամենաուժեղն է աշխարհում. նրա լուծույթում պրոտոնների կասեցումը 2 × 10 19 անգամ ավելի մեծ է, քան ծծմբական թթունը:

Այնուամենայնիվ, այս միացության թթվային հիմքը զարմանալիորեն կայուն է: Այս նյութի մոլեկուլը բաղկացած է տասնմեկ բրոմի ատոմներից և նույնքան քլորի ատոմներից։ Տիեզերքում այս մասնիկները կազմում են բարդ, երկրաչափորեն կանոնավոր պատկեր, որը կոչվում է իկոսաեդրոն։ Ատոմների այս դասավորությունը ամենակայունն է, և դա բացատրում է կարբորանաթթվի կայունությունը։

Կարբորանաթթվի իմաստը

Աշխարհի ամենաուժեղ թթունն իր ստեղծողներին բերել է արժանի մրցանակներ և ճանաչում գիտական ​​աշխարհում։ Թեև նոր նյութի բոլոր հատկությունները լիովին չեն հասկացվում, սակայն արդեն պարզ է դառնում, որ այս հայտնագործության նշանակությունը դուրս է գալիս լաբորատորիաներից և գիտահետազոտական ​​ինստիտուտներից։ Կարբորանաթթուն կարող է օգտագործվել որպես հզոր կատալիզատոր տարբեր արդյունաբերական ռեակցիաներում: Բացի այդ, նոր թթուն կարող է փոխազդել ամենահամառների հետ քիմիական նյութեր- իներտ գազեր. Ներկայումս աշխատանքներ են տարվում քսենոնին արձագանքելու հնարավորություն տալու համար:

Անկասկած զարմանալի հատկություններնոր թթուները իրենց կիրառությունը կգտնեն ամենաշատը տարբեր ոլորտներգիտություն և տեխնիկա։

Բոլոր թթուները, դրանց հատկությունները և հիմքերը բաժանվում են ուժեղ և թույլ: Բայց մի համարձակվեք շփոթել այնպիսի հասկացություններ, ինչպիսիք են «ուժեղ թթու» կամ «ուժեղ հիմքը» դրանց համակենտրոնացման հետ: Օրինակ, դուք չեք կարող անել կենտրոնացված լուծույթթույլ թթու կամ ուժեղ հիմքի նոսր լուծույթ: Օրինակ, աղաթթուն, երբ լուծվում է ջրի մեջ, ջրի երկու մոլեկուլներից յուրաքանչյուրին տալիս է իր պրոտոններից մեկը:

Երբ հիդրոնիումի իոնում տեղի է ունենում քիմիական ռեակցիա, ջրածնի իոնը շատ ամուր կապվում է ջրի մոլեկուլին։ Ռեակցիան ինքնին կշարունակվի այնքան ժամանակ, մինչև դրա ռեակտիվները լիովին սպառվեն: Մեր ջուրն այս դեպքում հիմքի դեր է խաղում, քանի որ աղաթթվից պրոտոն է ստանում։ Թթուները, որոնք ամբողջությամբ տարանջատվում են ջրային լուծույթներում, կոչվում են ուժեղ:

Երբ մենք գիտենք ուժեղ թթվի հենց սկզբնական կոնցենտրացիան, ապա այս դեպքում դժվար չէ հաշվարկել հիդրոնիումի իոնների և քլորիդ իոնների կոնցենտրացիան լուծույթում։ Օրինակ, եթե վերցնեք և լուծեք 0,2 մոլ գազային աղաթթու 1 լիտր ջրի մեջ, ապա դիսոցացումից հետո իոնների կոնցենտրացիան լրիվ նույնը կլինի։

Ուժեղ թթուների օրինակներ.

1) HCl - աղաթթու;
2) HBr - ջրածնի բրոմիդ;
3) HI - ջրածնի յոդ;
4) HNO3 - ազոտական ​​թթու;
5) HClO4 - պերքլորաթթու;
6) H2SO4-ը ծծմբաթթու է:

Բոլոր հայտնի թթուները (բացառությամբ ծծմբական թթուների) ներկայացված են վերը նշված ցանկում և մոնոպրոտիկ են, քանի որ դրանց ատոմները նվիրաբերում են մեկական պրոտոն. Ծծմբաթթվի մոլեկուլները հեշտությամբ կարող են նվիրաբերել իրենց պրոտոններից երկուսը, այդ իսկ պատճառով ծծմբաթթուն դիպրոտիկ է։

Ուժեղ հիմքերը ներառում են էլեկտրոլիտներ, դրանք ամբողջությամբ տարանջատվում են ջրային լուծույթներում՝ առաջացնելով հիդրօքսիդ:

Թթուների նման, հիդրօքսիդի իոնի կոնցենտրացիան հաշվարկելը շատ պարզ է, եթե գիտեք լուծույթի սկզբնական կոնցենտրացիան: Օրինակ՝ 2 մոլ/լ կոնցենտրացիայով NaOH լուծույթը տարանջատվում է իոնների նույն կոնցենտրացիայի մեջ։

Թույլ թթուներ. Հիմքեր և հատկություններ

Ինչ վերաբերում է թույլ թթուներին, ապա դրանք ամբողջությամբ չեն տարանջատվում, այսինքն՝ մասամբ։ Շատ պարզ է տարբերակել ուժեղ և թույլ թթուները. եթե թթվի անվան կողքին գտնվող տեղեկատու աղյուսակը ցույց է տալիս դրա հաստատունը, ապա այս թթուն թույլ է. եթե հաստատունը տրված չէ, ապա այս թթուն ուժեղ է:

Թույլ հիմքերը նույնպես լավ են արձագանքում ջրի հետ՝ ձևավորելով հավասարակշռության համակարգ։ Թույլ թթուներին բնորոշ է նաև իրենց դիսոցման հաստատուն Կ.