Podział kwasów Rozkład mocy kwasów Otrzymywanie kwasów Kwasy nieorganiczne Podział kwasów Rozkład mocy kwasów Otrzymywanie kwasów

Kwasy nieorganiczne Wiadomości ogólne: substancje stałe lub ciekłe, w cząsteczkach których atomem centralnym jest najczęściej atom niemetalu, ale może być to atom półmetalu lub metalu Klasyfikacja kwasów oparta jest na obecności w ich cząsteczkach tlenu, czyli ugrupowania atomów E – O - H

Podział kwasów ze względu na obecność tlenu w cząsteczce Kwasy beztlenowe Kwasy tlenowe HCN, HN3, H2S, H2Se, H2Te, H2F2 (HF), HCl, HBr, HI H3BO3, H2CO3, HNO2, HNO3, H3PO3, H3PO4, H2SO4, HClO, HClO4 HN3 – kwas azotowodorowy, jest kwasem wyjątkowym, słaby, jest lotna cieczą, toksyczną o nieprzyjemnym zapachu, łatwo ulega wybuchowemu rozkładowi, jego sole to azydki. Azydki litowców i berylowców są związkami jonowymi (N3-), azydki rtęci, ołowiu i srebra wybuchają w skutek uderzenia . H3PO3 – kwas fosforowy(III) jest kwasem dwuprotonowym, jeden z atomów wodoru jest związany bezpośrednio z atomem centralnym (P) O – H / O = P – H \

Podział kwasów ze względu na ich moc (K) Kwasy w roztworach wodnych ulegają dysocjacji elektrolitycznej wg ogólnego wzoru: HnR + nH2O  nH3O+ + Rn- Miarą mocy kwasów jest ich stała dysocjacji K Bardzo mocne Mocne Średniej mocy Słabe Bardzo słabe K ≥ 108 K ≈ 103 do 10 K ≈ 10-2 K ≈ 10-7 do 10-5 K ≈ 10-10 HI, HBr, HCl, HClO4, HMnO4 HClO3, HNO3, H2SO4 H3PO3, H3PO4, HClO2, H2SO3 H2CO3, HCN, H2S, HNO2, HN3, H2F2 H3BO3, H2SiO3, HClO, H4SiO4

Rozkład mocy kwasów beztlenowych Moc kwasów beztlenowych w grupie: wzrasta wraz ze wzrostem liczby atomowej Z (ze spadkiem elektroujemności pierwiastka), ponieważ wzrasta promień jonowy, rośnie długość wiązania E –H a zmniejsza się jego trwałość a tym samym zmniejsza się trwałość cząsteczki: HF < HCl < HBr < HI H2O < H2S < H2Se < He2Te Moc kwasów beztlenowych w okresie: wzrasta wraz ze wzrostem liczby atomowej Z (ze wzrostem elektroujemności pierwiastka): H2S < HCl H2Se < HBr H2Te < HI

Rozkład mocy kwasów tlenowych Wzór ogólny kwasów tlenowych: HnEO(n+m) lub EOm(OH)n O mocy kwasu decyduje stopień polarności wiązania O – H w ugrupowaniu E – O – H, stopień polarności zależy od elektroujemności atomu centralnego, im większa polaryzacja wiązana E – O, tym silniejsza polaryzacja wiązania O – H (efekt indukcyjności) i tym samym zmniejszenie trwałości wiązania O – H

H2Te(2,1)O3 < H2Se(2,4)O3 < H2S(2,5)O3 Moc kwasów o identycznych wartościach n i m w danej grupie maleje wraz ze wzrostem liczby atomowej Z (wraz ze spadkiem elektroujemności atomu centralnego), np.: H2EO3 [EO(OH)2]; n = 2, m = 1 H2Te(2,1)O3 < H2Se(2,4)O3 < H2S(2,5)O3 HEO [EO(OH)]; n = 1, m = 0 HI(2,5)O < HBr(2,8)O < HCl(3,0)O Moc kwasów o identycznych wartościach n i m w różnych grupach rośnie wraz ze wzrostem liczby atomowej Z, np.: H2C(2,5) O3 < H2S(2,5)O3 HN(3,0)O2 < HCl(3,0)O2

Rozkład mocy kwasów tlenowych - cd Moc kwasów tlenowych danego pierwiastka: wzrasta wraz ze wzrostem wartości m, czyli liczby atomów tlenu w cząsteczce kwasu niezwiązanych z atomami wodoru (wraz wzrostem stopnia utlenienia atomu centralnego) H2SO3 < H2SO4 HNO2 < HNO3 HClO < HClO2 < HClO3 < HClO4

Rozkład właściwości kwasów Rozkład właściwości kwasów beztlenowych: H2F2 HCl HBr HI wzrost mocy i nasilenie właściwości redukujących kwasów wzrost trwałości kwasów Rozkład właściwości kwasów tlenowych HClO HClO2 HClO3 HClO4 wzrost właściwości utleniających kwasów wzrost mocy i trwałości kwasów

Dysocjacja elektrolityczna kwasów wieloprotonowych (wielowodorowych) Kwasy wieloprotonowe dysocjują stopniowo: kationy wodorowe powstałe w I etapie dysocjacji, zgodnie z regułą przekory zmniejszają ilość kationów powstających w kolejnych etapach dysocjacji, w związku z tym o mocy kwasu w zasadzie decyduje pierwszy stopień dysocjacji: np. H3PO4 I etap: H3PO4 + H2O  H3O+ + H2PO4- II etap: H2PO4- + H2O  H3O+ + HPO42- III etap: HPO4- + H2O  H3O+ + PO43- Stężenie jonów kwasu ortofosforowego w roztworze: H3O+ > H2PO4- > HPO42- > PO43-

Otrzymywanie kwasów Kwasy beztlenowe: rozpuszczanie w wodzie wodorków kwasowych HCl(g) + H2O(c)  H3O+(c) + Cl-(c) Kwasy tlenowe: rozpuszczanie w wodzie tlenków kwasowych P4O10 + 6H2O  4H3PO4 As2O5 + 3H2O  2H3AsO4 Mn2O7 + H2O  2HMnO4 SO2 + H2O  H2SO3

Otrzymywanie kwasów - cd Otrzymywanie kwasów tlenowych cd: N2O3 + H2O  2HNO2 N2O4 + H2O  HNO2 + HNO3 N2O5 + H2O  2HNO3 Rozpuszczanie tlenków kwasowych w kwasie [tlenek siarki(VI) bardzo trudno rozpuszcza się w wodzie, ale bardzo dobrze rozpuszcza się w kwasie siarkowym(VI)] SO3 + H2SO4  H2S2O7 rozcieńczanie w wodzie kwasu pirosiarkowego(VI) H2S2O7 + H2O  2H2SO4

Otrzymywanie kwasów - cd Kwasy słabe, lotne lub trudno rozpuszczalne w wodzie otrzymuje się w reakcjach wymiany: Na2SiO3(aq) + H2SO4(aq)  Na2SO4(aq) + H2SiO3(s) NaNO2(aq) + HCl(aq)  NaCl(aq) + HNO2(aq) 2KCN(aq) + H2SO4(aq)  HCN(g) + K2SO4(aq) HCN(g) + H2O(c)  H3O+(aq) + CN-(aq)

Rozkład kwasów tlenowych Przez podniesienie temperatury: 2H3BO3  B2O3 + 3H2O Pod wpływem promieniowana uv: 4HNO3  O2 + 4NO2 + 2H2O 2HClO  2HCl + O2 W reakcji z innymi związkami: 12HClO4 + P4O10  4H3PO4 + 6Cl2O7