Otrzymywanie kwasów i ich właściwości. Metody otrzymywania kwasów: a) synteza kwasów beztlenowych z pierwiastków: H2 + Cl2 → 2 HCl , HCl gaz → HCl aq ( roztwór kwasu chlorowodorowego) b) reakcja tlenków kwasowych z wodą ( wyłącznie tlenowe kwasy) SO2 + H2O → H2SO3 kwas siarkowy (IV) c) reakcja mocnego kwasu z solą słabego kwasu: HCl + CaCO3 → CaCl2 + H2O + CO2 - powstający w reakcji kwas węglowy rozkłada się do wody + tlenek węgla (IV) d) wytrącanie osadu kwasu trudno rozpuszczalnego: Na2SiO3 + H2SO4 → H2SiO3 ↓+ Na2SO4 - w reakcji powstaje osad kwasu krzemowego. Podstawowe właściwości chemiczne kwasów: a) reakcja z zasadami – zobojetnianie b) reakcja z tlenkami zasadowymi c) reakcja kwasów z metalami aktywnymi – wypierają wodór z kwasów np. 2HCl + 2K → 2KCl + H2 Podstawowe właściwości fizyczne kwasów : zapoznajemy się ze stanem skupienia, temp wrzenia , topnienia i rozpuszczalnością w wodzie oraz gęstością kwasów: mocne kwasy: siarkowy (VI), chlorowodorowy, azotowy (V) słabe kwasy : węglowy, siarkowy (IV), siarkowodorowy, azotowy (III) kwas średniej mocy: fosforowy (V) Proszę pamiętać: Pamiętaj chemiku młody wlewaj zawsze kwas do wody!!! Kwasy to bardzo niebezpieczne substancje . Powodują oparzenia skóry lub nawet utrate wzroku czy śmierć przy spożyciu stężonych kwasów. ZADANIE: Wypisz właściwośći fizyczne kwasu siarkowego (VI) i chlorowodorowego. Przedstaw zastosowanie kwasów : fosforowego (V) i azotowego (V) Podaj po dwa sposoby otrzymywania kwasów: siarkowodorowego i fosforowego (V) Wyjaśnij dlaczego nie wolno wlewać wody do kwasu, aby otrzymać roztwór.
1.
Właściwości fizyczne :
* Kwas siarkowy (VI) H₂SO₄- oleista, bezbarwna ciecz, bardzo dobrze rozpuszczalny w wodzie, niepalny, ma silne właściwości higroskopijne i żrące, gęstość 1,84g/cm³, temp. topnienia: 10,38°C, temp. wrzenia : 279,6°C.
* Kwas chlorowodorowy (solny) HCl- bezbarwna ciecz, dobrze rozpuszczalny w wodzie, stężony kwas ,,dymi" na powietrzu, niepalny, ma właściwości żrące, gęstość 1,18g/cm³, temp. topnienia zmienna (w zależności od stężenia) temp. wrzenia zmienna (w zależności od stężenia)
Zastosowanie kwasów :
* Kwas fosforowy (V) H₃PO₄
w rolnictwie : produkcja nawozów
w przemyśle spożywczym : jako regulator kwasowości(np. w coca-coli)
w przemyśle farmaceutycznym: jak składnik wielu leków
w przemyśle metalurgicznym: jako składnik odrdzewiaczy stali, płyn do lutowania, składnik fosforanowych powłok ochronnych
w stomatologii: jako składnik kitu porcelanowego
w laboratoriach jako odczynnik chemiczny
w cukrownictwie: do oczyszczania soków
w ciepłownictwie: jako odkamieniacz armatury
* Kwas azotowy (V) HNO₃:
w rolnictwie : do produkcji nawozów
w przemyśle farbiarskim: do produkcji lakierów, barwników.
do wyrobu tworzyw sztucznych
do produkcji materiałów wybuchowych
w laboratoriach jako odczynnik chemiczny
w przemyśle farmaceutycznym : do produkcji leków
jako utleniacz paliw
jako składnik powłok antykorozyjnych
Otrzymywanie kwasów :
* kwas siarkowodorowy - H₂S
możemy go uzyskać tylko za pomocą tej reakcji H₂S(gaz) + H₂O ⇒ H₂S (ciecz)
natomias siarkowodór (gaz) otrzymujemy np:
FeS + 2 HCl ⇒ H₂S + FeCl₂
FeS + H₂SO₄ ⇒ H₂S + FeSO₄
* Kwas fosforowy (V)- H₃PO₄:
P₄O₁₀ + 6 H₂O ⇒ 4 H₃PO₄
Ca₃(PO₄)₂ + 3 H₂SO₄ ⇒3 CaSO₄ + 2 H₃PO₄
Nie należy wlewać wody do kwasu, ponieważ podczas zachodzącej reakcji wydziela się bardzo duża ilość ciepła, która może doprowadzić wodę do wrzenia. Woda mająca mniejszą gęstość od kwasu, nie opada, a utrzymuje się na jego powierzchni. Doprowadzona do wrzenia zaczyna rozpryskiwać razem z czasteczkami kwasu, co grozi dotkliwymi poparzeniami
. Zawsze wlewamy kwas do wody, ponieważ opada on na dno i cała reakcja przebiega w naczyniu, bez ,,efektów specjalnych" :)