Kyseliny jsou chemické sloučeniny obsahující atomy vodíku, které mohou být nahrazeny kovovými částicemi a zbytky kyseliny. Lze je také definovat jako látky, které mohou reagovat s chemickou bází za vzniku soli a vody.
Existují dva hlavní typy těchto spojení: silné a slabé. Mohou být také klasifikovány jako minerální a organické kyseliny v závislosti na jejich chemickém složení. Hlavní rozdíl mezi těmito dvěma je, že první jsou anorganické sloučeniny složené z různých kombinací chemických prvků, zatímco druhé jsou kombinací atomů uhlíku a vodíku.
Definice
Minerální kyselina je látka syntetizovaná z jedné nebo více anorganických sloučenin. Uvolňuje vodíkové ionty v roztoku, ze kterých může být vodík vytlačen kovem za vzniku soli. Různé kyseliny mají různé vzorce. Například kyselina sírová je H2SO4, kyselina dusičná je HNO3.
Soli minerálních kyselin se nacházejí uvnitř živých organismů, rozpuštěné ve vodě (ve formě iontů) nebo jsou vpevné skupenství (například soli vápníku a fosforu ve složení lidské kostry a většiny obratlovců).
Jednou společnou vlastností všech kyselin je, že mají vždy ve své molekule alespoň jeden atom vodíku. Všechny se účastní neutralizační reakce, reagují s bázemi a tvoří soli a vodu. Dalšími vlastnostmi kyselin jsou kyselá chuť a schopnost způsobit změnu barvy některých barviv. Typickým příkladem toho je změna barvy lakmusového papírku z modré na červenou.
Minerální kyseliny jsou vysoce rozpustné ve vodě. Jsou absolutně nemísitelné s organickými rozpouštědly. Většina z nich je velmi agresivní.
Seznam anorganických kyselin
Minerály zahrnují následující látky:
- Kyselina muriatová – HCl.
- Kyselina dusičná – HNO3.
- Kyselina fosforečná – H3PO4.
- Kyselina sírová – H2SO4.
- Kyselina boritá – H3BO3.
- Kyselina fluorovodíková – HF.
- Kyselina bromovodíková – HBr.
- Kyselina chloristá – HClO4.
- Kyselina jodovodíková – HI.
Nejběžněji se používají tzv. referenční kyseliny – chlorovodíková, sírová a dusičná. Pojďme se na to podívat blíže.
Kyselina chlorovodíková
Koncentrovaná látka je vodný roztok obsahující asi 38 % chlorovodíku (HCl). Má štiplavý zápach a způsobuje poleptání dýchacích cest a očí. Kyselina chlorovodíková není klasifikována jako oxidační nebo redukční činidlo. Při smíchání s např.chlornan sodný (bělidlo) nebo manganistan draselný, uvolňuje toxický plynný chlór.
Jako neoxidující kyselina rozpouští HCl většinu obecných kovů a uvolňuje hořlavý plynný vodík.
Kyselina dusičná (HNO3)
Kyselina dusičná je dostupná jako koncentrovaný roztok (68-70 %, 16 M) a v bezvodé formě (100 %). Je to silné oxidační činidlo. Vlastnosti jsou zachovány, i když je dostatečně naředěn a má pokojovou teplotu. Tato látka oxiduje většinu organických sloučenin a mění se na oxid dusný. Může tvořit výbušné směsi s téměř jakoukoli organickou sloučeninou.
Koncentrovaná kyselina dusičná prudce reaguje s organickým materiálem, což vede k odplynění a potenciálnímu nárůstu tlaku, po kterém následuje prasknutí nádoby, pokud nádoba není řádně odvzdušněna. Oxidační reakce s některými organickými rozpouštědly mohou vytvářet výbušné dusičnany.
Kyselina dusičná reaguje s většinou kovů a uvolňuje buď plynný vodík nebo oxidy dusíku, v závislosti na koncentraci a typu činidla. Nerozpouští zlato a platinu.
Míchání kyseliny dusičné a kyseliny chlorovodíkové vytvoří hnědé výpary tvořené toxickými oxidy dusíku.
Látka způsobuje žluté skvrny na kůži.
Kyselina sírová (H2SO4)
Koncentrovaná látkačasto se dodává v 98% roztoku (18M). Je to silné oxidační činidlo, hygroskopické a silné dehydratační činidlo.
Zředěná látka reaguje s kovy jako jiné minerální kyseliny a uvolňuje plynný vodík. Koncentrovaná sloučenina může také rozpouštět některé ušlechtilé kovy, jako je měď, stříbro a rtuť, přičemž se uvolňuje oxid siřičitý (SO2). Olovo a wolfram nereagují s kyselinou sírovou.
Vzhledem k jeho silné oxidační a dehydratační schopnosti prudce reaguje s mnoha organickými chemikáliemi, což vede k vývoji plynu.
Kyselina fosforečná (H3PO4)
Čistá sloučenina ortofosforu je ve vodě rozpustná krystalická pevná látka. Kyselina, která se nejčastěji prodává jako 85% vodný roztok, je viskózní, netěkavá a bez zápachu. Je méně reaktivní než ostatní minerální kyseliny diskutované výše.
Látka se rozpouští ve vodě a činí kapalinu viskózní a viskózní.
Použití minerálních kyselin
Anorganické kyseliny se pohybují od silných kyselin (sírová) až po velmi slabé kyseliny (boritá). Mají tendenci být rozpustné ve vodě a nemísitelné s organickými rozpouštědly.
Minerální kyseliny se používají v mnoha odvětvích chemického průmyslu jako suroviny pro syntézu dalších chemických látek, organických i anorganických. Velké množství z nich, zejména sírové, dusíkaté a chlorovodíkové,vyrobeno pro komerční použití ve velkých továrnách.
Jsou také široce používány kvůli jejich korozivním vlastnostem. Například zředěný roztok kyseliny chlorovodíkové se používá k odstranění usazenin uvnitř kotlů. Tento proces je známý jako odvápnění.
V každodenním životě lze kyselinu sírovou používat pro autobaterie a čištění povrchů. Ještě před několika desítkami let si lidé pravidelně kupovali lahvičky s touto látkou, aby si dobili autobaterie.
Kyselina dusičná (HNO3) se používá při chemickém čištění. Kyselina fosforečná (H3PO4) se používá při výrobě zápalek.
Podobnost
Mezi anorganickými a organickými kyselinami existují vlastnosti, které je spojují do jedné skupiny. Jejich seznam je následující:
- Může uvolňovat protony (H ionty).
- Reagujte s chemickými bázemi.
- Má silnou a slabou kyselost.
- Obarvi modrý lakmusový papír na červenou.
- Interakce kyselin a minerálů.
Rozdíly
Mezi anorganickými a organickými kyselinami je třeba zdůraznit následující nesrovnalosti:
- Definice. Minerální kyseliny jsou látky odvozené od anorganických sloučenin. Organické kyseliny jsou organické sloučeniny, které mají kyselé vlastnosti.
- Původ. Většina minerálních kyselin není biologického původu, jako například minerálníprameny. U organických sloučenin je opak pravdou.
- Rozpustnost. Většina minerálních kyselin je vysoce rozpustná ve vodě. Organické sloučeniny se špatně mísí s kapalinou.
- Kyselost. Většina minerálních kyselin je silná. Organické – obvykle slabé.
- Chemické složení. Minerální kyseliny mohou nebo nemusí mít ve své struktuře atomy uhlíku. Jsou vždy přítomny v organických sloučeninách.
Článek uvádí údaje o kyselinách a jejich vlastnostech.
