'Кислоты: классификация, номенклатура, физические и химические свойства. '

Тема урока: Кислоты: классификация, номенклатура, физические и химические свойства Цель урока: сформировать знания о составе, классификации, номенклатуре кислот, их роли в природе, правилах работы с кислотами; изучить химические свойства кислот, познакомиться с рядом активности металлов, реакциями замещения и обмена. Тип урока: комбинированный урок. Методы: объяснительно-иллюстративные (рассказ с элементами беседы, демонстрация презентации содержащей видеоопыт), создание проблемной ситуации, практическая работа.

Ход урока:

1. Орг момент.

2. Проверка д/з.

- Распределите формулы по классам в таблицу

HCl, HNO₃, H₂SO₄, Ca(OH)₂, K₂O, Na₂O, Al₂O₃, Zn(OH)₂, Al(OH)₃.

- Состав оснований и их классификация.

- Получение оснований.

- Химические свойства растворимых оснований.

- Химические свойства нерастворимых оснований.

- Применение оснований.

3. Изучение нового материала.

Слова "кислота" и "кислый" не зря имеют общий корень. Растворы всех кислот на вкус кислые. Это не означает, что раствор любой кислоты можно пробовать на язык - среди них встречаются очень едкие и даже ядовитые. Но такие кислоты как уксусная (содержится в столовом уксусе), яблочная, лимонная, аскорбиновая (витамин С), щавелевая и некоторые другие (эти кислоты содержатся в растениях) знакомы вам именно своим кислым вкусом.

В этом параграфе мы рассмотрим только важнейшие неорганические кислоты, то есть такие, которые не синтезируются живыми организмами, но играют большую роль в химии и химической промышленности.

В состав кислот обязательно входит водород. Причём водород всегда стоит на первом месте в формуле соединения. Вся остальная часть молекулы называется кислотным остатком.

Все кислоты, независимо от их происхождения, объединяет общее свойство - они содержат реакционноспособные атомы водорода. В связи с этим кислотам можно дать следующее определение:

Кислота - это сложное вещество, в молекуле которого имеется один или несколько атомов водорода и кислотный остаток.

1) кислотные остатки в химических реакциях обычно сохраняются и переходят из одних соединений в другие;

2) валентность кислотных остатков определяется числом атомов водорода,

Кислоты классифицируют по таким признакам: а) по наличию или отсутствию кислорода в молекуле и б) по числу атомов водорода.

Говоря о растворимости, обратитесь обязательно к таблице раствори-мости, найдите ряд кислот и учащиеся сами сделают выводы: единственная нерастворимая кислота - кремниевая.

По первому признаку кислоты делятся на кислородсодержащие и бескислородные.

Классификация кислот по составу.

Кислородсодержащие кислоты

Бескислородные кислоты

H₂SO₄ серная кислота H₂SO₃ сернистая кислота HNO₃ азотная кислота H₃PO₄ фосфорная кислота H₂CO₃ угольная кислота H₂SiO₃ кремниевая кислота

HF фтороводородная кислота HCl хлороводородная кислота (соляная кислота) HBr бромоводородная кислота HI иодоводородная кислота H₂S сероводородная кислота

По количеству атомов водорода, способных замещаться на металл, все кислоты делятся на одноосновные (с одним атомом водорода), двухосновные (с 2 атомами Н) и трехосновные (с 3 атомами Н), как показано в табл. 8-2:

Классификация кислот по числу атомов водорода.

К И С Л О Т Ы

Одноосновные

Двухосновные

Трехосновные

HNO₃ азотная HF фтороводородная HCl хлороводородная HBr бромоводородная HI иодоводородная

H₂SO₄ серная H₂SO₃ сернистая H₂S сероводородная H₂CO₃ угольная H₂SiO₃ кремниевая

H₃PO₄ фосфорная

Физические свойства кислот

Многие кислоты, например серная, азотная, соляная - это бесцветные жидкости. известны также твёрдые кислоты: ортофосфорная, метафосфорная HPO₃, борная H₃BO₃. Почти все кислоты растворимы в воде. Пример нерастворимой кислоты - кремниевая H₂SiO₃. Растворы кислот имеют кислый вкус. Так, например, многим плодам придают кислый вкус содержащиеся в них кислоты. Отсюда названия кислот: лимонная, яблочная и т.д.

Способы получения кислот

ПОЛУЧЕНИЕ

1. Прямое взаимодействие неметаллов

H₂ + Cl₂ = 2 HCl

1. Кислотный оксид + вода = кислота

SO₃ + H₂O = H₂SO₄

2. Реакция обмена между солью и менее летучей кислотой

2 NaCl (тв.) + H₂SO₄(конц.) = Na₂SO₄ + 2HCl

Рассмотрим важнейшие химические свойства кислот.

1. Действие растворов кислот на индикаторы. Практически все кислоты (кроме кремниевой) хорошо растворимы в воде. Растворы кислот в воде изменяют окраску специальных веществ - индикаторов. По окраске индикаторов определяют присутствие кислоты.

Демонстрация опыта:

В тир пробирки наливаем по 1 мл растворов кислот HCI, H 2SO4, HNO3 и прибавим по несколько капель каждого из индикаторов. В растворах кислот изменяется окраска индикаторов.

1. Метиловый оранжевый - становится розово-красным.

2. Фиолетовый лакмус - красным.

3. Бесцветный фенолфталеин - остаётся бесцветным.

Фенолфталеин является индикатором на щелочи, т.к. только в щелочной среде изменяет окраску, а в кислой он остаётся бесцветным.

Индикаторы представляют собой вещества сложного строения. В растворах оснований и в нейтральных растворах они имеют иную окраску, чем в растворах кислот. Об индикаторах мы более подробно расскажем в следующем параграфе на примере их реакций с основаниями.

2. Взаимодействие кислот с основаниями. Эта реакция, как вы уже знаете, называется реакцией нейтрализации. Кислота реагируют с основанием с образованием соли, в которой всегда в неизменном виде обнаруживается кислотный остаток. Вторым продуктом реакции нейтрализации обязательно является вода. Например:

Для реакций нейтрализации достаточно, чтобы хотя бы одно из реагирующих веществ было растворимо в воде. Поскольку практически все кислоты растворимы в воде, они вступают в реакции нейтрализации не только с растворимыми, но и с нерастворимыми основаниями. Исключением является кремниевая кислота, которая плохо растворима в воде и поэтому может реагировать только с растворимыми основаниями - такими как NaOH и KOH:

H₂SiO₃ + 2 NaOH = Na₂SiO₃ + 2H₂O 2

3. Взаимодействие кислот с основными оксидами. Поскольку основные оксиды - ближайшие родственники оснований - с ними кислоты также вступают в реакции нейтрализации:

2 HCl

+

CaO

=

CaCl₂

+

H₂O

Как и в случае реакций с основаниями, с основными оксидами кислоты образуют соль и воду. Соль содержит кислотный остаток той кислоты, которая использовалась в реакции нейтрализации.

Взаимодействие кислот с оксидами металлов. В две пробирки насыпаем немного порошка Fe2O3. Добавляем в одну пробирку раствор серной кислоты, в другую -соляной. Смеси слегка подогрели. Наблюдаем растворение оксида.

Fe2 O3+ 6 HCI = 2 FeCI3 +3 H2O

Fe2 O3 +3H2SO4 = Fe2(SO4)3 + 3H2O

Провели аналогичные реакции с оксидами магния.

MgO + H2SO4 = Mg SO4 + H2O

MgO+ 2HCI = MgCI2 + H2O

После выпаривания на стеклянной пластинке остались кристаллики соли. Растворяются оксиды в кислотах и образуется соль и вода.

4. Взаимодействие кислот с металлами. Как мы видим из предыдущего примера, для взаимодействия кислот с металлом должны выполняться некоторые условия (в отличие от реакций кислот с основаниями и основными оксидами, которые идут практически всегда).

Во-первых, металл должен быть достаточно активным (реакционноспособным) по отношению к кислотам. Например, золото, серебро, медь, ртуть и некоторые другие металлы с выделением водорода с кислотами не реагируют. Такие металлы как натрий, кальций, цинк - напротив - реагируют очень активно с выделением газообразного водорода и большого количества тепла.

По реакционной способности в отношении кислот все металлы располагаются в ряд активности металлов. Слева находятся наиболее активные металлы, справа - неактивные. Чем левее находится металл в ряду активности, тем интенсивнее он взаимодействует с кислотами.

Ряд активности металлов.

Металлы, которые вытесняют водород из кислот

Металлы, которые не вытесняют водород из кислот

K Ba Ca Na Mg Al Mn Zn Cr Fe Ni Sn Pb (H)

самые активные металлы

Cu Hg Ag Pt Au

самые неактивные металлы

Во-вторых, кислота должна быть достаточно сильной, чтобы реагировать даже с металлом из левой части табл. 8-3. Под силой кислоты понимают ее способность отдавать ионы водорода H⁺.

Таблица 8-4. Классификация кислот на сильные и слабые кислоты.

Сильные кислоты

Слабые кислоты

HI иодоводородная

HBr бромоводородная

HCl хлороводородная

H₂SO₄ серная

HNO₃ азотная

HF фтороводородная

H₃PO₄ фосфорная

H₂SO₃ сернистая

H₂S сероводородная

H₂CO₃ угольная

H₂SiO₃ кремниевая

Ме + КИСЛОТА =СОЛЬ + H2↑ (р. замещения)

Zn + 2 HCl = ZnCl2 + H2

Разложение кислородсодержащих кислот при нагревании

( искл. H2SO4 ; H3PO4 )

КИСЛОТА = КИСЛОТНЫЙ ОКСИД + ВОДА (р. разложения )

Запомните! Неустойчивые кислоты (угольная и сернистая) - разлагаются на газ и воду:

H2CO3 ↔ H2O + CO2↑

H2SO3 ↔ H2O + SO2↑

Реагируют с солями слабых, летучих кислот - если образуется соль, выпадающая в осадок или выделяется газ: 3

2 NaCl (тв.) + H2SO4(конц.) = Na2SO4 + 2HCl¬↑ ( р. обмена)

4. Закрепление материала.

Задачи.

1. Напишите реакции нейтрализации между кислотами и основаниями, в результате которых получаются следующие соли: Al₂(SO₄)₃, NiCO₃, Fe(NO₃)₃, Mg₃(PO₄)₂, PbS, Li₂SO₄.

2. Сколько P₂O₅ необходимо для получения 392 кг фосфорной кислоты H₃PO₄ ?

3. Закончите уравнение тех реакций, которые практически возможны.

1. HCI + Ca =

2. H2SO4 + AI=

3. H3 PO4 +Ag =

4. HCI + Cu =

5. H2SO4 +Fe =

6. H3 PO4 + Na =

Na + H₂SO₄

Al + H₂S

Ca + H₃PO₄

Na₂O + H₂CO₃

ZnO + HCl

CaO + HNO₃

Fe₂O₃ + H₂SO₄

KOH + HNO3

NaOH + H2SO3

Ca(OH)2 + H2S

Al(OH)3 + HF

HCl + Na2SiO3

H2SO4 + K2CO3

HNO3 + CaCO3

Назовите продукты реакции

4. Распределите химические формулы кислот в таблицу. Дайте им названия:

LiOH, Mn₂O₇, CaO, Na₃PO₄, H₂S, MnO, Fe(OH)₃, Cr₂O₃, HI , HClO₄ ,HBr , CaCl₂, Na₂O, HCl , H₂SO₄ , HNO₃ , HMnO₄ , Ca(OH)₂, SiO₂, H₂SO₃ , Zn(OH)₂, H₃PO₄ , HF , HNO₂ ,H₂CO₃ , N₂O, NaNO₃ ,H₂S , H₂SiO₃

5. Д\з

§ 32, стр. 104, упр 8

4