Kwasy

1.    Wzór ogólny kwasów:                           

HIm Rm

     R – reszta kwasowa

2.       Podział kwasów

KWASY

beztlenowe                                          tlenowe

                            HCl, H2S                                          H2SO4, H2CO3,  HNO3                                                                     

3.       Nazewnictwo kwasów

a)       tlenowych

H2SO4 – kwas siarkowy (VI)              H2SO3 – kwas siarkowy (IV)

HNO3  – kwas azotowy (V)              HNO2  – kwas azotowy (III)

H2SiO3 – kwas metakrzemowy (IV)              H4SiO4 – kwas ortokrzemowy (IV)

HPO3 – kwas metafosforowy (V)              H3PO4 – kwas ortofosforowy (V)

HPO2 – kwas metafosforowy (III)              H3PO3 – kwas ortofosforowy(III)

b)         beztlenowych

HBr – kwas bromowodorowy              HI – kwas jodowodorowy

HCl – kwas chlorowodorowy              H2S – kwas siarkowodorowy

4.       Otrzymywanie kwasów

a)       kwasy tlenowe otrzymujemy w reakcjach:

Ø       tlenków niemetali z wodą

N2O5 + H2O           2 HNO3

Ø       mocnego kwasu z solą kwasu słabego

H2SO4 + CaCO3            CaSO4 + H2O + CO2

              H2CO3

b)       kwasy beztlenowe powstają przez rozpuszczenie w wodzie gazowych wodorów niemetali  z grupy tlenowców i fluorowców

H2S(g)   H2O      H2S(c)  

HCl(g)   H2O      HCl(c)  

5.       Dysocjacja kwasów

Kwasy, które w czasie dysocjacji odczepiają jeden kation wodorowy nazywamy jednoprotonowymi, np. HNO3, HCl.

Kwasy posiadające w cząsteczkach więcej niż jeden atom wodoru nazywamy:

Ø    dwuprotonowymi - odczepiają dwa kationy wodorowe np. H2SO4,

Ø    trójprotonowymi - odczepiają trzy kationy wodorowe, np. H3PO4.

Wieloprotonowe kwasy dysocjują stopniowo.

W pierwszym etapie następuje odłączenie 1 kationu wodoru - dysocjacja pierwszego stopnia, w następnym etapie zachodzi odłączenie kolejnego kationu wodoru i tak do momentu, gdy wszystkie jony zdysocjują, np.:

Dysocjacja kwasu siarkowego(VI)

I stopień dysocjacji:
H2SO4   H2O    H+   +   HSO4 -
1 cząsteczka kwasu siarkowego(VI) dysocjuje na 1 kation wodoru i 1 anion wodorosiarczanowy(VI)
II stopień dysocjacji:
HSO4 -    H2O   H+   +   SO42 -
1 anion wodorosiarczanowy(VI) dysocjuje na 1 kation wodoru i 1 anion siarczanowy(VI)

Można to zapisać sumarycznie: H2SO4 H2O 2H+ + SO42-

Na pierwszym stopniu dysocjacji cząsteczki dysocjują najmocniej, a na kolejnych coraz słabiej (łatwiej przebiega dysocjacja na pierwszym stopniu niż na dalszych).

Dysocjacja kwasu ortofosforowego(V)

1.    

H3PO4 H2O H+ + H2PO4-

2.    

H2PO4- H2O H+ + HPO42-

3.    

HPO42- H2O H+ + PO43-

Można to zapisać sumarycznie: H3PO4 H2O 3H+ + PO43-

Dysocjacja kwasu węglowego

1.      

CO2  + H2O   H2O      HCO3- + H+              

2.      

HCO3 -   H2O      H+ + CO32- 

Można to zapisać sumarycznie: CO2  + H2O H2O 2H+ + CO32-

Oczywiście w roztworze wodnym nie istnieje wolny proton H+. Problematyczne jest również istnienie jonu H3O+. Cząsteczki wody w stanie ciekłym oddziaływują ze sobą i w rzeczywistości mamy do czynienia z agregatami składającymi się z kilku cząsteczek wody otaczającymi jon wodorowy. Być może dlatego jon wodorowy w wodzie powinniśmy oznaczać jako H9O4+:

Aby nie przesądzać o wielkości jonu, która to wielkość może zmieniać się z zależności od warunków (np. temperatury), hydratowany jon wodorowy zapisujemy umownie jako H3O+ i nazywamy go jonem hydroniowym (oksoniowym). Często zapisujemy go symbolem H+, pamiętając o tym, że w roztworze wodnym jest on zawsze hydratowany, czyli uwodniony.

6.       Moc kwasów

Moc kwasów zazwyczaj rośnie ze wzrostem elektroujemności pierwiastka kwasotwórczego, a dla kwasów tlenowych ze wzrostem liczby atomów tlenu w cząsteczce.

a)       mocne kwasy czyli takie, które w roztworach wodnych ulegają prawie całkowitej dysocjacji:

·         kwasy tlenowe: HNO3, H2SO4, HClO4

·         kwasy beztlenowe: HCl, HBr, HI

b)       kwasy średniej mocy: H2SO3, H3PO4, HClO3, H3AsO4, HClO2, HF

c)       słabe kwasy - ...