Asam adalah penyusunnya. Asam: klasifikasi dan sifat kimia
Nama beberapa asam anorganik dan garam
| Formula asam | Nama-nama asam | Nama garam yang sesuai |
| HClO4 | khlorida | perklorat |
| HClO3 | klorin | klorat |
| HClO2 | khlorida | klorit |
| HClO | hipoklorit | hipoklorit |
| H5IO6 | yodium | berkala |
| HI 3 | yodium | iodat |
| H2SO4 | belerang | sulfat |
| H2SO3 | berapi | sulfit |
| H2S2O3 | tiosulfat | tiosulfat |
| H2S4O6 | tetrathion | tetrathionates |
| H NO3 | nitrat | nitrat |
| H NO 2 | nitrogen | nitrit |
| H3PO4 | ortofosfat | ortofosfat |
| HPO3 | metafosfor | metafosfat |
| H3PO3 | fosfor | fosfit |
| H3PO2 | fosfor | hipofosfit |
| H2CO3 | batu bara | karbonat |
| H2SiO3 | silikon | silikat |
| HMnO4 | mangan | permanganat |
| H2MnO4 | mangan | manganat |
| H2CrO4 | chrome | kromat |
| H2Cr2O7 | dichrome | dikromat |
| HF | hidrofluorik (hidrofluorik) | fluorida |
| HCl | hidroklorik (hidroklorik) | klorida |
| HBr | hidrobromik | bromida |
| HAI | hidroiodik | iodida |
| H 2 S | hidrogen sulfida | sulfida |
| HCN | hidrosianik | sianida |
| HOCN | sianik | sianat |
Izinkan saya mengingatkan secara singkat contoh konkret cara memberi nama garam dengan benar.
Contoh 1. Garam K 2 SO 4 dibentuk oleh sisa asam sulfat (SO 4) dan logam K. Garam asam sulfat disebut sulfat. K 2 SO 4 - kalium sulfat.
Contoh 2. FeCl 3 - garam mengandung besi dan residu dari asam klorida(Cl). Nama garamnya: besi(III) klorida. Harap dicatat: di kasus ini kita tidak hanya harus memberi nama logamnya, tetapi juga menunjukkan valensinya (III). Pada contoh sebelumnya, ini tidak diperlukan, karena valensi natrium konstan.
Penting: atas nama garam, valensi logam harus ditunjukkan hanya jika logam ini memiliki valensi variabel!
Contoh 3. Ba (ClO) 2 - komposisi garam termasuk barium dan sisa asam hipoklorit (ClO). Nama garam: barium hipoklorit. Valensi logam Ba dalam semua senyawanya adalah dua, tidak perlu ditunjukkan.
Contoh 4. (NH 4) 2 Cr 2 O 7. Gugus NH 4 disebut amonium, valensi gugus ini konstan. Nama garam: amonium dikromat (bikromat).
Dalam contoh di atas, kami hanya bertemu dengan yang disebut. garam sedang atau normal. Asam, dasar, ganda dan garam kompleks, garam asam organik tidak akan dibahas di sini.
Jangan meremehkan peran asam dalam hidup kita, karena banyak di antaranya tidak tergantikan Kehidupan sehari-hari. Pertama, mari kita ingat apa itu asam. Ini zat kompleks. Rumusnya ditulis sebagai berikut: HnA, di mana H adalah hidrogen, n adalah jumlah atom, A adalah residu asam.
Sifat utama asam meliputi kemampuan untuk mengganti molekul atom hidrogen dengan atom logam. Kebanyakan dari mereka tidak hanya kaustik, tetapi juga sangat beracun. Tapi ada juga yang kita temui terus-menerus, tanpa membahayakan kesehatan kita: vitamin C, asam lemon, asam laktat. Pertimbangkan sifat dasar asam.
Properti fisik
Sifat fisik asam sering memberikan petunjuk tentang sifatnya. Asam dapat eksis dalam tiga bentuk: padat, cair dan gas. Misalnya: nitrogen (HNO3) dan asam sulfat(H2SO4) adalah cairan tidak berwarna; borat (H3BO3) dan metafosfat (HPO3) adalah asam padat. Beberapa dari mereka memiliki warna dan bau. Asam yang berbeda larut secara berbeda dalam air. Ada juga yang tidak larut: H2SiO3 - silikon. Zat cair memiliki rasa asam. Nama beberapa asam diberikan oleh buah-buahan di mana mereka ditemukan: asam malat, asam sitrat. Yang lain mendapatkan namanya dari unsur kimia yang terkandung di dalamnya.
Klasifikasi asam
Biasanya asam diklasifikasikan menurut beberapa kriteria. Yang pertama adalah, sesuai dengan kandungan oksigen di dalamnya. Yaitu: mengandung oksigen (HClO4 - klorin) dan anoksik (H2S - hidrogen sulfida).
Dengan jumlah atom hidrogen (berdasarkan kebasaan):
- Monobasa - mengandung satu atom hidrogen (HMnO4);
- Dibasic - memiliki dua atom hidrogen (H2CO3);
- Tribasic, masing-masing, memiliki tiga atom hidrogen (H3BO);
- Polibasa - memiliki empat atom atau lebih, jarang (H4P2O7).
Berdasarkan kelas senyawa kimia, dibagi menjadi asam organik dan anorganik. Yang pertama terutama ditemukan dalam produk tanaman: asetat, laktat, nikotinat, asam askorbat. Asam anorganik meliputi: sulfat, nitrat, borat, arsenik. Kisaran penerapannya cukup luas mulai dari kebutuhan industri (produksi pewarna, elektrolit, keramik, pupuk, dll.) hingga memasak atau membersihkan saluran pembuangan. Asam juga dapat diklasifikasikan menurut kekuatan, volatilitas, stabilitas dan kelarutan dalam air.
Sifat kimia
Pertimbangkan yang utama Sifat kimia asam.
- Yang pertama adalah interaksi dengan indikator. Lakmus, jingga metil, fenolftalein, dan kertas indikator universal digunakan sebagai indikator. Dalam larutan asam, warna indikator akan berubah warna: lakmus dan universal ind. kertas akan berubah menjadi merah, jingga metil - merah muda, fenolftalein akan tetap tidak berwarna.
- Yang kedua adalah interaksi asam dengan basa. Reaksi ini juga disebut netralisasi. Asam bereaksi dengan basa, menghasilkan garam + air. Contoh: H2SO4+Ca(OH)2=CaSO4+2H2O.
- Karena hampir semua asam sangat larut dalam air, netralisasi dapat dilakukan dengan basa yang larut dan tidak larut. Pengecualiannya adalah asam silikat, yang hampir tidak larut dalam air. Untuk menetralkannya, diperlukan basa seperti KOH atau NaOH (larut dalam air).
- Yang ketiga adalah interaksi asam dengan oksida basa. Di sinilah reaksi netralisasi berlangsung. Oksida basa adalah "kerabat" dekat basa, sehingga reaksinya sama. Kami sangat sering menggunakan sifat pengoksidasi asam ini. Misalnya untuk menghilangkan karat pada pipa. Asam bereaksi dengan oksida menjadi garam yang larut.
- Yang keempat adalah reaksi dengan logam. Tidak semua logam bereaksi sama baiknya dengan asam. Mereka dibagi menjadi aktif (K, Ba, Ca, Na, Mg, Al, Mn, Zn, Cr, Fe, Ni, Sn. Pb) dan tidak aktif (Cu, Hg, Ag, Pt, Au). Perlu juga diperhatikan kekuatan asamnya (kuat, lemah). Misalnya, asam klorida dan sulfat mampu bereaksi dengan semua logam tidak aktif, sedangkan asam sitrat dan oksalat sangat lemah sehingga bereaksi sangat lambat bahkan dengan logam aktif.
- Yang kelima adalah reaksi asam yang mengandung oksigen terhadap pemanasan. Hampir semua asam dari golongan ini, ketika dipanaskan, terurai menjadi oksigen oksida dan air. Pengecualiannya adalah asam karbonat (H3PO4) dan asam sulfur (H2SO4). Saat dipanaskan, mereka terurai menjadi air dan gas. Ini harus diingat. Itu semua sifat dasar asam.
Asam dapat diklasifikasikan menurut kriteria yang berbeda:
1) Kehadiran atom oksigen dalam asam
2) Kebasaan asam
Kebasaan suatu asam adalah jumlah atom hidrogen "bergerak" dalam molekulnya, yang mampu melepaskan diri dari molekul asam dalam bentuk kation hidrogen H + selama disosiasi, dan juga digantikan oleh atom logam:
4) Kelarutan
5) Keberlanjutan
7) Sifat pengoksidasi
Sifat kimia asam
1. Kemampuan untuk berdisosiasi
Asam berdisosiasi dalam larutan berair menjadi kation hidrogen dan residu asam. Seperti yang telah disebutkan, asam dibagi menjadi terdisosiasi baik (kuat) dan terdisosiasi rendah (lemah). Saat menulis persamaan disosiasi untuk asam monobasa kuat, salah satu panah yang menunjuk ke kanan () atau tanda sama dengan (=) digunakan, yang sebenarnya menunjukkan disosiasi yang tidak dapat diubah. Misalnya, persamaan disosiasi asam klorida kuat dapat ditulis dalam dua cara:
atau dalam bentuk ini: HCl \u003d H + + Cl -
atau dalam hal ini: HCl → H + + Cl -
Nyatanya, arah panah memberi tahu kita bahwa proses kebalikan dari penggabungan kation hidrogen dengan residu asam (asosiasi) dalam asam kuat secara praktis tidak terjadi.
Jika kita ingin menulis persamaan disosiasi asam monobasa lemah, kita harus menggunakan dua anak panah sebagai ganti tanda dalam persamaan. Tanda ini mencerminkan reversibilitas disosiasi asam lemah - dalam kasus mereka, proses kebalikan dari penggabungan kation hidrogen dengan residu asam sangat jelas:
CH 3 COOH CH 3 COO - + H +
Asam polibasa berdisosiasi secara bertahap, yaitu kation hidrogen tidak terlepas dari molekulnya secara bersamaan, tetapi secara bergantian. Karena alasan ini, disosiasi asam tersebut dinyatakan bukan dengan satu, tetapi dengan beberapa persamaan, yang jumlahnya sama dengan kebasaan asam. Misalnya, disosiasi tribasic asam fosfat berlangsung dalam tiga langkah dengan detasemen kation H + berturut-turut:
H 3 PO 4 H + + H 2 PO 4 —
H 2 PO 4 - H + + H PO 4 2-
HPO 4 2- H + + PO 4 3-
Perlu dicatat bahwa setiap tahap disosiasi berikutnya berlangsung pada tingkat yang lebih rendah dari yang sebelumnya. Artinya, molekul H 3 PO 4 berdisosiasi lebih baik (lebih luas) daripada ion H 2 PO 4 —, yang, pada gilirannya, berdisosiasi lebih baik daripada ion HPO 4 2-. Fenomena ini dikaitkan dengan peningkatan muatan residu asam, akibatnya kekuatan ikatan antara mereka dan ion H + positif meningkat.
Dari asam polibasa, asam sulfat merupakan pengecualian. Karena asam ini berdisosiasi dengan baik pada kedua tahap, maka diperbolehkan untuk menulis persamaan disosiasinya dalam satu tahap:
H 2 SO 4 2H + + SO 4 2-
2. Interaksi asam dengan logam
Poin ketujuh dalam klasifikasi asam, kami menunjukkan sifat pengoksidasi. Telah ditunjukkan bahwa asam adalah oksidator lemah dan oksidator kuat. Sebagian besar asam (hampir semuanya kecuali H 2 SO 4 (conc.) dan HNO 3) adalah zat pengoksidasi lemah, karena mereka dapat menunjukkan kemampuan pengoksidasi hanya karena kation hidrogen. Asam semacam itu dapat mengoksidasi dari logam hanya yang berada dalam rangkaian aktivitas di sebelah kiri hidrogen, sedangkan garam dari logam dan hidrogen yang sesuai terbentuk sebagai produk. Misalnya:
H 2 SO 4 (beda) + Zn ZnSO 4 + H 2
2HCl + Fe FeCl 2 + H 2
Adapun asam pengoksidasi kuat, yaitu. H 2 SO 4 (conc.) dan HNO 3, maka daftar logam tempat mereka bekerja jauh lebih luas, dan mencakup semua logam hingga hidrogen dalam rangkaian aktivitas, dan hampir semuanya setelahnya. Artinya, asam sulfat pekat dan asam nitrat dengan konsentrasi apa pun, misalnya, akan mengoksidasi bahkan logam tidak aktif seperti tembaga, merkuri, dan perak. Secara lebih rinci, interaksi asam nitrat dan asam sulfat pekat dengan logam, serta beberapa zat lain karena kekhususannya, akan dibahas secara terpisah di akhir bab ini.
3. Interaksi asam dengan basa dan oksida amfoter
Asam bereaksi dengan basa dan oksida amfoter. Asam silikat, karena tidak larut, tidak bereaksi dengan oksida basa aktif rendah dan oksida amfoter:
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. Interaksi asam dengan basa dan hidroksida amfoter
HCl + NaOH H2O + NaCl
3H 2 SO 4 + 2Al (OH) 3 Al 2 (SO 4) 3 + 6H 2 O
5. Interaksi asam dengan garam
Reaksi ini berlangsung jika terbentuk endapan, gas, atau asam yang secara substansial lebih lemah daripada yang bereaksi. Misalnya:
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. Sifat pengoksidasi spesifik dari asam nitrat dan asam sulfat pekat
Seperti disebutkan di atas, asam nitrat dalam konsentrasi apa pun, serta asam sulfat secara eksklusif dalam keadaan pekat, adalah zat pengoksidasi yang sangat kuat. Secara khusus, tidak seperti asam lainnya, mereka mengoksidasi tidak hanya logam yang mengandung hidrogen dalam rangkaian aktivitas, tetapi juga hampir semua logam setelahnya (kecuali platinum dan emas).
Misalnya, mereka mampu mengoksidasi tembaga, perak, dan merkuri. Namun, harus dipahami dengan tegas fakta bahwa sejumlah logam (Fe, Cr, Al), meskipun cukup aktif (hingga hidrogen), namun tidak bereaksi dengan HNO 3 pekat dan H pekat. 2 SO 4 tanpa pemanasan karena fenomena pasivasi - lapisan pelindung dari produk oksidasi padat terbentuk pada permukaan logam tersebut, yang tidak memungkinkan molekul asam sulfat pekat dan asam nitrat pekat menembus jauh ke dalam logam untuk reaksi melanjutkan. Namun, dengan pemanasan yang kuat, reaksi tetap berlangsung.
Dalam kasus interaksi dengan logam, produk yang dibutuhkan selalu berupa garam dari logam yang sesuai dan asam yang digunakan, serta air. Produk ketiga juga selalu diisolasi, yang formulanya bergantung pada banyak faktor, khususnya, seperti aktivitas logam, serta konsentrasi asam dan suhu reaksi.
Kekuatan pengoksidasi yang tinggi dari asam sulfat pekat dan asam nitrat pekat memungkinkan mereka untuk bereaksi tidak hanya dengan hampir semua logam dari rentang aktivitas, tetapi bahkan dengan banyak nonlogam padat, khususnya, dengan fosfor, belerang, dan karbon. Tabel di bawah ini dengan jelas menunjukkan produk dari interaksi asam sulfat dan nitrat dengan logam dan nonlogam, bergantung pada konsentrasinya:
7. Mengurangi sifat asam anoksik
Semua asam anoksik (kecuali HF) dapat menunjukkan sifat pereduksi karena unsur kimia yang merupakan bagian dari anion, di bawah aksi berbagai zat pengoksidasi. Jadi, misalnya, semua asam hidrohalat (kecuali HF) dioksidasi oleh mangan dioksida, kalium permanganat, kalium dikromat. Dalam hal ini, ion halida dioksidasi menjadi halogen bebas:
4HCl + MnO 2 MnCl 2 + Cl 2 + 2H 2 O
18HBr + 2KMnO 4 2KBr + 2MnBr 2 + 8H 2O + 5Br 2
14НI + K 2 Cr 2 O 7 3I 2 ↓ + 2Crl 3 + 2KI + 7H 2 O
Di antara semua asam hidrohalat, asam iodat memiliki aktivitas reduksi terbesar. Tidak seperti asam hidrohalat lainnya, bahkan oksida besi dan garam dapat mengoksidasinya.
6HI + Fe 2 O 3 2FeI 2 + I 2 ↓ + 3H 2 O
2HI + 2FeCl 3 2FeCl 2 + I 2 ↓ + 2HCl
Asam hidrosulfida H 2 S juga memiliki aktivitas pereduksi yang tinggi, bahkan zat pengoksidasi seperti sulfur dioksida dapat mengoksidasinya.
Zat yang terdisosiasi dalam larutan membentuk ion hidrogen disebut.
Asam diklasifikasikan menurut kekuatan, kebasaan, dan ada tidaknya oksigen dalam komposisi asam.
Dengan kekuatanasam terbagi menjadi kuat dan lemah. Asam kuat yang paling penting adalah nitrat HNO 3 , sulfat H 2 SO 4 , dan hidroklorik HCl .
Dengan adanya oksigen membedakan asam yang mengandung oksigen ( HNO3, H3PO4 dll.) dan asam anoksik ( HCl, H 2 S , HCN, dll).
Secara mendasar, yaitu sesuai dengan jumlah atom hidrogen dalam molekul asam yang dapat digantikan oleh atom logam untuk membentuk garam, asam dibagi menjadi monobasa (misalnya, HNO 3, HCl), dibasic (H 2 S, H 2 SO 4), tribasic (H 3 PO 4 ), dll.
Nama asam bebas oksigen berasal dari nama nonlogam dengan penambahan akhiran -hidrogen: HCl - asam hidroklorik, H 2 S e - asam hidroselenat, HCN - asam hidrosianat.
Nama asam yang mengandung oksigen juga dibentuk dari nama Rusia unsur yang sesuai dengan penambahan kata "asam". Pada saat yang sama, nama asam yang unsurnya berada dalam keadaan oksidasi tertinggi diakhiri dengan "naya" atau "ova", misalnya, H2SO4 - asam sulfat, HClO4 - asam perklorat, H 3 AsO 4 - asam arsenik. Dengan penurunan tingkat oksidasi unsur pembentuk asam, ujung berubah dalam urutan berikut: "oval" ( HClO3 - asam klorat), "murni" ( HClO2 - asam klorat), "goyah" ( H O Cl - asam hipoklorit). Jika suatu unsur membentuk asam, hanya dalam dua keadaan oksidasi, maka nama asam yang sesuai dengan keadaan oksidasi terendah dari unsur tersebut mendapat akhiran "murni" ( HNO3 - Asam sendawa, HNO2 - asam nitrat).
Tabel - Asam terpenting dan garamnya
|
Asam |
Nama garam normal yang sesuai |
|
|
Nama |
Rumus |
|
|
Nitrogen |
HNO3 |
Nitrat |
|
nitrogen |
HNO2 |
Nitrit |
|
Borik (ortoborik) |
H3BO3 |
Borat (ortoborat) |
|
Hidrobromik |
Bromida |
|
|
Hidroiodin |
iodida |
|
|
Silikon |
H2SiO3 |
silikat |
|
mangan |
HMnO4 |
Permanganat |
|
Metafosfor |
HPO 3 |
Metafosfat |
|
Arsenik |
H 3 AsO 4 |
Arsenat |
|
Arsenik |
H 3 AsO 3 |
Arsenit |
|
ortofosfat |
H3PO4 |
Ortofosfat (fosfat) |
|
Difosfat (pirofosfat) |
H4P2O7 |
Difosfat (pirofosfat) |
|
dichrome |
H2Cr2O7 |
Dikromat |
|
belerang |
H2SO4 |
sulfat |
|
berapi |
H2SO3 |
Sulfit |
|
Batu bara |
H2CO3 |
Karbonat |
|
Fosfor |
H3PO3 |
Fosfit |
|
Hidrofluorik (hidrofluorik) |
Fluorida |
|
|
Hidroklorik (hidroklorik) |
klorida |
|
|
Klorik |
HClO4 |
Perklorat |
|
Klorin |
HClO3 |
Klorat |
|
hipoklorit |
HClO |
Hipoklorit |
|
Chrome |
H2CrO4 |
Kromat |
|
Hidrogen sianida (hidrosianik) |
sianida |
|
Memperoleh asam
1. Asam anoksik dapat diperoleh dengan kombinasi langsung nonlogam dengan hidrogen:
H 2 + Cl 2 → 2HCl,
H 2 + S H 2 S.
2. Asam yang mengandung oksigen seringkali dapat diperoleh dengan langsung menggabungkan asam oksida dengan air:
SO 3 + H 2 O \u003d H 2 SO 4,
CO 2 + H 2 O \u003d H 2 CO 3,
P 2 O 5 + H 2 O \u003d 2 HPO 3.
3. Asam bebas oksigen dan asam yang mengandung oksigen dapat diperoleh dengan reaksi pertukaran antara garam dan asam lainnya:
BaBr 2 + H 2 SO 4 \u003d BaSO 4 + 2HBr,
CuSO 4 + H 2 S \u003d H 2 SO 4 + CuS,
CaCO 3 + 2HBr \u003d CaBr 2 + CO 2 + H 2 O.
4. Dalam beberapa kasus, reaksi redoks dapat digunakan untuk memperoleh asam:
H 2 O 2 + SO 2 \u003d H 2 SO 4,
3P + 5HNO3 + 2H2O = 3H3PO4 + 5NO.
Sifat kimia asam
1. Sifat kimia asam yang paling khas adalah kemampuannya untuk bereaksi dengan basa (serta dengan basa dan oksida amfoter) untuk membentuk garam, misalnya:
H 2 SO 4 + 2NaOH \u003d Na 2 SO 4 + 2H 2 O,
2HNO 3 + FeO \u003d Fe (NO 3) 2 + H 2 O,
2 HCl + ZnO \u003d ZnCl 2 + H 2 O.
2. Kemampuan untuk berinteraksi dengan beberapa logam dalam rangkaian voltase hingga hidrogen, dengan pelepasan hidrogen:
Zn + 2HCl \u003d ZnCl 2 + H 2,
2Al + 6HCl \u003d 2AlCl 3 + 3H 2.
3. Dengan garam, jika terbentuk garam yang sulit larut atau zat yang mudah menguap:
H 2 SO 4 + BaCl 2 = BaSO 4 ↓ + 2HCl,
2HCl + Na 2 CO 3 \u003d 2NaCl + H 2 O + CO 2,
2KHCO 3 + H 2 SO 4 \u003d K 2 SO 4 + 2SO 2+ 2H2O.
Perhatikan bahwa asam polibasa berdisosiasi secara bertahap, dan kemudahan disosiasi di setiap langkah berkurang, oleh karena itu, untuk asam polibasa, garam asam sering terbentuk sebagai pengganti garam sedang (jika asam pereaksi berlebih):
Na 2 S + H 3 PO 4 = Na 2 HPO 4 + H 2 S,
NaOH + H 3 PO 4 = NaH 2 PO 4 + H 2 O.
4. Kasus khusus interaksi asam-basa adalah reaksi asam dengan indikator, yang menyebabkan perubahan warna, yang telah lama digunakan untuk deteksi kualitatif asam dalam larutan. Jadi, lakmus berubah warna dalam lingkungan asam menjadi merah.
5. Ketika dipanaskan, asam yang mengandung oksigen terurai menjadi oksida dan air (sebaiknya dengan adanya penghilang air P2O5):
H 2 SO 4 \u003d H 2 O + SO 3,
H 2 SiO 3 \u003d H 2 O + SiO 2.
M.V. Andryukhova, L.N. Borodin
