Obtenção da tabela de ácidos. Nomes de alguns ácidos e sais inorgânicos
Os ácidos podem ser classificados de acordo com diferentes critérios:
1) A presença de átomos de oxigênio no ácido
2) Basicidade ácida
A basicidade de um ácido é o número de átomos de hidrogênio "móveis" em sua molécula, capazes de se separar da molécula de ácido na forma de cátions de hidrogênio H + durante a dissociação, e também serem substituídos por átomos de metal:
4) Solubilidade
5) Sustentabilidade
7) Propriedades oxidantes
Propriedades químicas dos ácidos
1. Capacidade de dissociar
Os ácidos dissociam-se em soluções aquosas em cátions hidrogênio e resíduos ácidos. Como já mencionado, os ácidos são divididos em bem dissociantes (fortes) e de baixa dissociação (fracos). Ao escrever a equação de dissociação para ácidos monobásicos fortes, é usada uma seta apontando para a direita () ou um sinal de igual (=), o que realmente mostra a irreversibilidade de tal dissociação. Por exemplo, a equação de dissociação forte de ácido clorídrico pode ser escrito de duas maneiras:
ou nesta forma: HCl \u003d H + + Cl -
ou neste: HCl → H + + Cl -
De fato, a direção da seta nos diz que o processo inverso de combinar cátions de hidrogênio com resíduos ácidos (associação) em ácidos fortes praticamente não flui.
Caso queiramos escrever a equação para a dissociação de um ácido monobásico fraco, devemos usar duas setas em vez do sinal na equação. Este sinal reflete a reversibilidade da dissociação de ácidos fracos - no caso deles, o processo inverso de combinar cátions de hidrogênio com resíduos ácidos é fortemente pronunciado:
CH 3 COOH CH 3 COO - + H +
Os ácidos polibásicos dissociam-se em passos, i.e. os cátions de hidrogênio não são separados de suas moléculas simultaneamente, mas por sua vez. Por esta razão, a dissociação de tais ácidos é expressa não por uma, mas por várias equações, cujo número é igual à basicidade do ácido. Por exemplo, a dissociação do ácido fosfórico tribásico ocorre em três etapas com a separação sucessiva de cátions H +:
H 3 PO 4 H + + H 2 PO 4 —
H 2 PO 4 - H + + HPO 4 2-
HPO 4 2- H + + PO 4 3-
Deve-se notar que cada próximo estágio de dissociação ocorre em menor grau do que o anterior. Ou seja, as moléculas de H 3 PO 4 dissociam-se melhor (em maior extensão) do que os íons H 2 PO 4 — que, por sua vez, dissociam-se melhor do que os íons HPO 4 2-. Esse fenômeno está associado a um aumento na carga de resíduos ácidos, como resultado do aumento da força da ligação entre eles e íons H + positivos.
Dos ácidos polibásicos, o ácido sulfúrico é uma exceção. Como esse ácido se dissocia bem em ambas as etapas, é permitido escrever a equação de sua dissociação em uma etapa:
H 2 SO 4 2H + + SO 4 2-
2. Interação de ácidos com metais
O sétimo ponto na classificação dos ácidos, indicamos suas propriedades oxidantes. Foi apontado que os ácidos são oxidantes fracos e oxidantes fortes. A grande maioria dos ácidos (praticamente todos, exceto H 2 SO 4 (conc.) e HNO 3) são agentes oxidantes fracos, pois podem mostrar sua capacidade oxidante apenas devido aos cátions hidrogênio. Tais ácidos podem oxidar a partir de metais apenas aqueles que estão na série de atividade à esquerda do hidrogênio, enquanto o sal do metal correspondente e o hidrogênio são formados como produtos. Por exemplo:
H 2 SO 4 (dif.) + Zn ZnSO 4 + H 2
2HCl + Fe FeCl 2 + H 2
Quanto aos ácidos oxidantes fortes, i.e. H 2 SO 4 (conc.) e HNO 3, então a lista de metais sobre os quais atuam é muito mais ampla, e inclui tanto todos os metais até o hidrogênio na série de atividades, quanto quase tudo depois. Ou seja, ácido sulfúrico concentrado e ácido nítrico de qualquer concentração, por exemplo, oxidarão até mesmo metais inativos como cobre, mercúrio e prata. Mais detalhadamente, a interação do ácido nítrico e ácido sulfúrico concentrado com metais, bem como algumas outras substâncias devido à sua especificidade, serão consideradas separadamente no final deste capítulo.
3. Interação de ácidos com óxidos básicos e anfotéricos
Os ácidos reagem com óxidos básicos e anfotéricos. O ácido silícico, por ser insolúvel, não reage com óxidos básicos de baixa atividade e óxidos anfotéricos:
H 2 SO 4 + ZnO ZnSO 4 + H 2 O
6HNO 3 + Fe 2 O 3 2Fe (NO 3) 3 + 3H 2 O
H 2 SiO 3 + FeO ≠
4. Interação de ácidos com bases e hidróxidos anfotéricos
HCl + NaOH H2O + NaCl
3H 2 SO 4 + 2Al (OH) 3 Al 2 (SO 4) 3 + 6H 2 O
5. Interação de ácidos com sais
Esta reação prossegue se for formado um precipitado, um gás ou um ácido substancialmente mais fraco do que aquele que reage. Por exemplo:
H 2 SO 4 + Ba(NO 3) 2 BaSO 4 ↓ + 2HNO 3
CH 3 COOH + Na 2 SO 3 CH 3 COONa + SO 2 + H 2 O
HCOONa + HCl HCOOH + NaCl
6. Propriedades oxidantes específicas dos ácidos nítrico e sulfúrico concentrado
Como mencionado acima, o ácido nítrico em qualquer concentração, assim como o ácido sulfúrico exclusivamente em estado concentrado, são agentes oxidantes muito fortes. Em particular, ao contrário de outros ácidos, eles oxidam não apenas os metais que estão até o hidrogênio na série de atividade, mas também quase todos os metais depois dele (exceto platina e ouro).
Por exemplo, eles são capazes de oxidar cobre, prata e mercúrio. No entanto, deve-se entender firmemente o fato de que vários metais (Fe, Cr, Al), apesar de serem bastante ativos (eles são até hidrogênio), não reagem com HNO 3 concentrado e H concentrado 2 SO 4 sem aquecimento devido ao fenômeno de passivação - uma película protetora de produtos sólidos de oxidação é formada na superfície desses metais, o que não permite que moléculas de ácidos sulfúrico e nítrico concentrado penetrem profundamente no metal para que a reação Continuar. No entanto, ao calor forte a reação ainda está acontecendo.
No caso de interação com metais, os produtos necessários são sempre o sal do metal correspondente e o ácido utilizado, além da água. Um terceiro produto também é sempre isolado, cuja fórmula depende de muitos fatores, em particular, como a atividade dos metais, bem como a concentração de ácidos e a temperatura das reações.
O alto poder oxidante dos ácidos sulfúrico e nítrico concentrado permite que eles reajam não apenas com praticamente todos os metais da faixa de atividade, mas também com muitos não-metais sólidos, em particular com fósforo, enxofre e carbono. A tabela abaixo mostra claramente os produtos da interação dos ácidos sulfúrico e nítrico com metais e não metais, dependendo da concentração:
7. Propriedades redutoras de ácidos anóxicos
Todos os ácidos anóxicos (exceto HF) podem apresentar propriedades redutoras devido ao elemento químico que faz parte do ânion, sob a ação de diversos agentes oxidantes. Assim, por exemplo, todos os ácidos hidrohálicos (exceto HF) são oxidados por dióxido de manganês, permanganato de potássio, dicromato de potássio. Neste caso, os íons haletos são oxidados a halogênios livres:
4HCl + MnO 2 MnCl 2 + Cl 2 + 2H 2 O
18HBr + 2KMnO4 2KBr + 2MnBr2 + 8H2O + 5Br2
14НI + K 2 Cr 2 O 7 3I 2 ↓ + 2Crl 3 + 2KI + 7H 2 O
Entre todos os ácidos hidro-hálicos, o ácido iodídrico tem a maior atividade redutora. Ao contrário de outros ácidos hidro-hálicos, mesmo óxido férrico e sais podem oxidá-lo.
6HI + Fe 2 O 3 2FeI 2 + I 2 ↓ + 3H 2 O
2HI + 2FeCl 3 2FeCl 2 + I 2 ↓ + 2HCl
O ácido hidrossulfeto H 2 S também tem uma alta atividade redutora, mesmo um agente oxidante como o dióxido de enxofre pode oxidá-lo.
| Fórmulas ácidas | Nomes de ácidos | Nomes dos sais correspondentes |
| HClO4 | cloreto | percloratos |
| HClO3 | cloro | cloratos |
| HClO2 | cloreto | cloritos |
| HClO | hipocloroso | hipocloritos |
| H5IO6 | iodo | periodatos |
| HIO 3 | iodo | iodatos |
| H2SO4 | sulfúrico | sulfatos |
| H2SO3 | sulfuroso | sulfitos |
| H2S2O3 | tiossulfúrico | tiossulfatos |
| H2S4O6 | tetratiônico | tetrationatos |
| HNO3 | nítrico | nitratos |
| HNO2 | azotado | nitritos |
| H3PO4 | ortofosfórico | ortofosfatos |
| HPO 3 | metafosfórico | metafosfatos |
| H3PO3 | fósforo | fosfitos |
| H3PO2 | fósforo | hipofosfitos |
| H2CO3 | carvão | carbonatos |
| H2SiO3 | silício | silicatos |
| HMnO4 | manganês | permanganatos |
| H2MnO4 | manganês | manganatos |
| H2CrO4 | cromada | cromatos |
| H2Cr2O7 | dicromo | dicromatos |
| HF | fluorídrico (fluorídrico) | fluoretos |
| HCl | clorídrico (clorídrico) | cloretos |
| HBr | bromídrico | brometos |
| OI | iodídrico | iodetos |
| H 2 S | sulfato de hidrogênio | sulfetos |
| HCN | cianídrico | cianetos |
| HOCN | ciânico | cianatos |
Deixe-me lembrá-lo brevemente com exemplos específicos de como os sais devem ser nomeados corretamente.
Exemplo 1. O sal K 2 SO 4 é formado pelo resto do ácido sulfúrico (SO 4) e do metal K. Os sais do ácido sulfúrico são chamados de sulfatos. K 2 SO 4 - sulfato de potássio.
Exemplo 2. FeCl 3 - a composição do sal inclui ferro e o restante de ácido clorídrico (Cl). Nome do sal: cloreto de ferro(III). Atenção: neste caso, não devemos apenas nomear o metal, mas também indicar sua valência (III). No exemplo anterior, isso não era necessário, pois a valência do sódio é constante.
Importante: em nome do sal, a valência do metal deve ser indicada apenas se este metal tiver uma valência variável!
Exemplo 3. Ba (ClO) 2 - a composição do sal inclui bário e o restante de ácido hipocloroso (ClO). Nome do sal: hipoclorito de bário. A valência do metal Ba em todos os seus compostos é dois, não é necessário indicá-la.
Exemplo 4. (NH 4) 2 Cr 2 O 7. O grupo NH 4 é chamado de amônio, a valência deste grupo é constante. Nome do sal: dicromato de amônio (bicromato).
Nos exemplos acima, encontramos apenas os chamados. sais médios ou normais. Sais ácidos, básicos, duplos e complexos, sais de ácidos orgânicos não serão discutidos aqui.
Se você estiver interessado não apenas na nomenclatura dos sais, mas também nos métodos de obtenção e Propriedades quimicas, recomendo consultar as seções relevantes do livro de referência sobre química: "
Vamos dar uma olhada no mais comum literatura educacional fórmulas ácidas:
É fácil perceber que o que une todas as fórmulas de ácidos é a presença de átomos de hidrogênio (H), que vem em primeiro lugar na fórmula.
Determinação da valência do resíduo ácido
Da lista acima, pode-se ver que o número desses átomos pode diferir. Os ácidos, que contêm apenas um átomo de hidrogênio, são chamados de monobásicos (nítrico, clorídrico e outros). Os ácidos sulfúrico, carbônico e silícico são dibásicos, pois suas fórmulas contêm dois átomos de H cada. Uma molécula de ácido fosfórico tribásico contém três átomos de hidrogênio.
Assim, a quantidade de H na fórmula caracteriza a basicidade do ácido.
Esse átomo, ou grupo de átomos, que são escritos após o hidrogênio, é chamado de resíduos ácidos. Por exemplo, no ácido hidrossulfeto, o resíduo consiste em um átomo - S, e em fosfórico, sulfúrico e muitos outros - de dois, e um deles é necessariamente oxigênio (O). Nesta base, todos os ácidos são divididos em contendo oxigênio e anóxicos.
Cada resíduo ácido tem uma certa valência. É igual ao número de átomos de H na molécula deste ácido. A valência do resíduo HCl é igual a um, pois é um ácido monobásico. Os resíduos dos ácidos nítrico, perclórico e nitroso têm a mesma valência. A valência do resíduo de ácido sulfúrico (SO 4 ) é dois, pois há dois átomos de hidrogênio em sua fórmula. Um resíduo de ácido fosfórico trivalente.
Resíduos de ácido - ânions
Além da valência, os resíduos ácidos têm cargas e são ânions. Suas cargas estão listadas na tabela de solubilidade: CO 3 2− , S 2− , Cl − e assim por diante. Observe: a carga do resíduo ácido coincide numericamente com sua valência. Por exemplo, no ácido silícico, cuja fórmula é H 2 SiO 3, o resíduo ácido SiO 3 tem uma valência igual a II e uma carga de 2-. Assim, conhecendo a carga do resíduo ácido, é fácil determinar sua valência e vice-versa.
Resumir. Ácidos são compostos formados por átomos de hidrogênio e resíduos ácidos. Do ponto de vista da teoria da dissociação eletrolítica, outra definição pode ser dada: ácidos são eletrólitos, em soluções e fundidos dos quais existem cátions hidrogênio e ânions de resíduos ácidos.
Dicas
As fórmulas químicas dos ácidos, via de regra, são memorizadas, assim como seus nomes. Se você esqueceu quantos átomos de hidrogênio existem em uma fórmula específica, mas sabe como é o resíduo ácido, uma tabela de solubilidade virá em seu auxílio. A carga do resíduo coincide em módulo com a valência, e isso com a quantidade de H. Por exemplo, você lembra que o resíduo de ácido carbônico é CO 3. De acordo com a tabela de solubilidade, você determina que sua carga é 2-, o que significa que é bivalente, ou seja, o ácido carbônico tem a fórmula H 2 CO 3.
Muitas vezes há confusão com as fórmulas dos ácidos sulfúrico e sulfuroso, assim como dos ácidos nítrico e nitroso. Aqui também há um ponto que torna mais fácil de lembrar: o nome do ácido do par em que há mais átomos de oxigênio termina em -naya (sulfúrico, nítrico). Um ácido com menos átomos de oxigênio na fórmula tem um nome que termina em -ista (sulfuroso, nitrogenado).
No entanto, essas dicas só ajudarão se você estiver familiarizado com as fórmulas ácidas. Vamos repeti-los novamente.
Nomes de alguns ácidos e sais inorgânicos
| Fórmulas ácidas | Nomes de ácidos | Nomes dos sais correspondentes |
| HClO4 | cloreto | percloratos |
| HClO3 | cloro | cloratos |
| HClO2 | cloreto | cloritos |
| HClO | hipocloroso | hipocloritos |
| H5IO6 | iodo | periodatos |
| HIO 3 | iodo | iodatos |
| H2SO4 | sulfúrico | sulfatos |
| H2SO3 | sulfuroso | sulfitos |
| H2S2O3 | tiossulfúrico | tiossulfatos |
| H2S4O6 | tetratiônico | tetrationatos |
| H NÃO 3 | nítrico | nitratos |
| H NÃO 2 | azotado | nitritos |
| H3PO4 | ortofosfórico | ortofosfatos |
| HPO3 | metafosfórico | metafosfatos |
| H3PO3 | fósforo | fosfitos |
| H3PO2 | fósforo | hipofosfitos |
| H2CO3 | carvão | carbonatos |
| H2SiO3 | silício | silicatos |
| HMnO4 | manganês | permanganatos |
| H2MnO4 | manganês | manganatos |
| H2CrO4 | cromada | cromatos |
| H2Cr2O7 | dicromo | dicromatos |
| HF | fluorídrico (fluorídrico) | fluoretos |
| HCl | clorídrico (clorídrico) | cloretos |
| HBr | bromídrico | brometos |
| OI | iodídrico | iodetos |
| H 2 S | sulfato de hidrogênio | sulfetos |
| HCN | cianídrico | cianetos |
| HOCN | ciânico | cianatos |
Deixe-me lembrá-lo brevemente com exemplos específicos de como os sais devem ser nomeados corretamente.
Exemplo 1. O sal K 2 SO 4 é formado pelo resto do ácido sulfúrico (SO 4) e do metal K. Os sais do ácido sulfúrico são chamados de sulfatos. K 2 SO 4 - sulfato de potássio.
Exemplo 2. FeCl 3 - a composição do sal inclui ferro e o restante de ácido clorídrico (Cl). Nome do sal: cloreto de ferro(III). Atenção: neste caso, não devemos apenas nomear o metal, mas também indicar sua valência (III). No exemplo anterior, isso não era necessário, pois a valência do sódio é constante.
Importante: em nome do sal, a valência do metal deve ser indicada apenas se este metal tiver uma valência variável!
Exemplo 3. Ba (ClO) 2 - a composição do sal inclui bário e o restante de ácido hipocloroso (ClO). Nome do sal: hipoclorito de bário. A valência do metal Ba em todos os seus compostos é dois, não é necessário indicá-la.
Exemplo 4. (NH 4) 2 Cr 2 O 7. O grupo NH 4 é chamado de amônio, a valência deste grupo é constante. Nome do sal: dicromato de amônio (bicromato).
Nos exemplos acima, encontramos apenas os chamados. sais médios ou normais. Sais ácidos, básicos, duplos e complexos, sais de ácidos orgânicos não serão discutidos aqui.